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谐波危害

走进谐波

新时代背景下的谐波问题

现代电力用户越来越多地采用电力电子设备(如:整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统等)通过电力变换灵活取用所需的电力形式提高设备的生产效率、增加电力调节功能,这些设备统称为非线性负载。由于换流的特性,非线性负载不可避免地造成了严重的电能畸变污染,其中最突出的问题就是谐波。

认识谐波

以变频器为代表的电力电子设备与电弧炉为代表的大型冲击性负载是谐波产生的主要原因。这些设备都会造成电流波形畸变,畸变的电流通过线路阻抗产生电压畸变并向系统各处传递。

通过对畸变的波形进行FFT分析,可将其分解为一系列特定频率的正弦波形,以下为分解图例:

谐波治理的必要性


       完美的交流电能具有正弦特性,而电能受到谐波污染将表现为畸变的形态。大量畸变的电流注入电网中产生电压畸变使电能质量越加恶化,进而突显出种种问题。   

谐振现象

       谐波与系统阻抗和电容器会产生串联谐振、并联谐振,产生数倍甚至数十倍过电流,毁坏电容器。

对旋转电机的影响

       电机在谐波环境下运行,发热严重,引起严重的转矩脉动,导致感应电机“堵塞”停转;交流电机轴承故障。

对静止电力设备的影响

       导致电缆、变压器、电容器发热明显,功率损耗增加,容量降低。

对敏感设备的影响

       对类似计算机、精密医疗仪器等敏感设备,过大的谐波干扰会导致其数据丢失或是诊断误差偏大。

对电力系统?;さ母扇?/span>

       导致继电?;ぷ爸梦蠖?,产生连锁效应?;箍赡苡跋於下菲?、熔丝的开断能力。

对用户设备的影响

       对于利用电压过零控制的电力电子设备,会造成误动作。过大的谐波还会严重降低变压器、电机、电容器等设备寿命。

对于通信的干扰

       谐波会降低信号传输质量并干扰信号,严重时可能使通信线路完全不能使用。

对于控制系统的影响

       控制系统中含有大量电子装置,严重的谐波环境会造成其误动作,或是控制精度下降。

电机噪声

       过大谐波会导致电动机噪音严重,影响其工作效率,降低电动机寿命。

   
各行业谐波污染源
 

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