原|2024-09-20 16:41:52|浏览:77
谐波问题由来已久,近年来这一问题由于两个因素的共同作用使谐波变得更加严重。这两个因素是:工业界为提高生产效率和可靠性而广泛使用变频器等电力电子装置,使得谐波源大量增加;电力用户为改善功率因数而大量增加电容器组,并联电容器以谐振的方式加重了谐波的危害。非线性负荷产生的谐波电流注入电网,使变压器低压侧谐波电压升高,低压侧负荷由于谐波干扰而影响正常工作;另一方面谐波电压又通过供电变压器传递到高压侧干扰其它用户。高次谐波的危害具体表现在以下几个方面:(1)导致输入电源的输入功率因数下降、电能的可利用率下降,从而造成日常的运维成本的增大。相关的统计资料显示:在后接负载量不变的条件下,在釆用适当的谐波电流治理措施后,如果能将输入电流畸变率THD_I从32%下降到9%左右的话,就可将它们的输入视在电流下降10%左右,或使功率因数提高11%。(2)因输入变压器、发电机、电力电缆、电动机和断路器开关的温升增高而导致其故障率增大,迫使它们必须进入降额使用工作状态,从而造成低压供电系统的建设投资成本的增大。例如,一台负载率为76%的干式变压器,带有6脉冲整流型非线性负载且其输入电流畸变为THD_I=30%左右时,与带电阻性负载时的工作温度相比,变压器绕组的工作温升相对升高70℃。这是由于高次谐波电流产生的高频“趋肤效应”产生的额外“铜耗”,而导致变压器的工作温度额外升高。(3)谐波电流使开关设备在起动瞬间产生很高的浪涌电流,破坏绝缘,还会引起开关跳脱、引起误动作。保护电器电流中含有的谐波会产生额外转距,改变电器动作特性,引起误动作,甚至改变其操作特性,或烧毁线圈。(4)计算机和一些其它电子设备,通常要求总谐波电压畸变率(THD)小于5%,且个别谐波电压畸变率低于3%,较高的畸变量可导致控制设备误动作,进而造成生产或运行中断,导致较大的经济损失。据IBM统计,电脑“死机”等故障的罪魁祸首,60%与谐波有关。(5)高次谐波由于频率增大,电容器对高次谐波阻抗减小,因过电流而导致温度升高过热、甚至损坏电容器;电容器与系统中的感性负荷构成的并联或串联电路,还有可能发生共振,放大谐波电流或电压,加重谐波的危害。谐波经由电容器组和电网电感形成的并联谐振回路,可被放大到20倍,使电容器无法投入使用。