谐波的危害


电网系统谐波的存在,严重降低了电能质量,电能质量的降低影响了生活生产,带来的危害主要有以下几个方面:

1) 谐波对电力输送造成的危害:

     利用集肤效应节省线路材料、降低电能损耗的原理来进行电能输送。当线路中存在大量的谐波,会产生多余的有功损耗。相比较基波电流,虽然谐波分量只占了少量,但是由于集肤效应,频率越高,谐波分量越靠近线路表层,造成谐波电阻高于基波电阻,因此谐波所引起的额外线损也不可忽视;由于中性线正常时流过电流很小,故其导线较细,当大量仅次于基波电流的三次谐波流过中性线时,会使导线过热、绝缘老化、寿命缩短以至损坏;在电网安全方面,断路器控制着电力的通断,对事故的控制、以及检修的需要起着很重要的作用,当电网中较大的谐波分量经过断路器电流波形过零点时,由于谐波的存在可能造成高的di/dt,这将使开断困难,并且延长故障电流的切除时间,其高频特性会造成断路器的误动并且谐波引起公用电网局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,严重将甚至会造成电力事故;工频下,系统装设的各种用途的电容器比系统中的感抗要大得多,不会产生谐振,但谐波频率时,感抗值成倍增加而容抗值成倍减少,这就有可能出现谐振,谐振将放大谐波电流,导致电容器等设备被烧毁;

2) 谐波对电网数据监控的影响:

    目前电能计量逐步采用智能电表,谐波将会造成保护装置的误动或者拒动,并使测量分析仪表和电能计量出现较大误差,不利于实时采分析数据;

3) 谐波对对电机和变压器的危害:

    电机与变压器其主要构成部分是铜制线圈及铁芯,谐波在能量转换中是多余的存在,造成变压器附加损耗,增加设备的运行压力,影响设备内部稳定。高次谐波经过电机与变压器时,会引起设备的局部过热,产生严重的噪声,当设备长时间处于高次谐波运行状态下,将加速设备的老化,降低其绝缘性,影响设备的使用寿命,出现不可预知的事故。

4) 谐波对通信系统的干扰:

    为了实时监测及控制电网系统,当前的网架建设对于电力通信系统的精密性有很高的要求。电流附近存在电磁场,若通信线路与线路中的谐波分量产生了能量联系,将会造成通信信号畸变,伴随严重的噪声;目前配电网中10千伏线路,村庄居民通信线路同杆架设,配电网中的谐波分量会干扰通信信号产生噪声,严重时使信号失真或丢失,使得居民通信系统无法正常工作。

5) 谐波对工业的影响:

    如今步入效率时代,效率对于工业就意味着效益。首先谐波造成的附加损耗,需要企业自行买单,损耗越大,企业效益越低;其次,生产流水线都是由大量精密的仪器组成,谐波导致仪器设备的误动,某一批产品质量不合格,设备使用寿命的缩短,大大影响企业的产出能力。

    综上所述,电网系统中的谐波的存在已经严重威胁到各个领域,如何有效的治理谐波,将其影响控制在最小范围内已经成为当前重要的问题。世界发达国家分别颁布了一些关于电网谐波的限值标准,或者根据特定领域由技术机构规定限制谐波标准。根据这些规定的标准进行谐波治理,将谐波控制在限制范围内,有效的清洁电网环境,提高电能质量,更好的服务社会企业生产,提高居民生活质量。

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