电力系统中的谐波会扭曲电网的电压和电流波形

发布日期：2024-04-20 作者：点击：

　　电网谐波造成电网污染，正弦电压波形畸变，导致电力系统供电设备出现许多异常现象和故障，情况越来越严重。谐波在电力系统中的危害有很多方面，总结如下：

　　1. 对供配电线路的危害

　　（1）影响线路的稳定运行

　　供配电系统中的电力线路和电力变压器一般采用电磁继电器、感应继电器或晶体管继电器进行检测和保护，以确保线路和设备在故障情况下的安全。但由于电磁继电器和感应继电器对10%以下的含量高达40%，导致继电保护误操作，在谐波的影响下无法充分有效地起到保护作用。晶体管继电器虽然有很多优点，但由于整流取样电路的使用，容易受到谐波的影响，产生误动或拒绝。这样，谐波将严重威胁供配电系统的稳定安全运行。

　　（2）影响电网质量

　　电力系统中的谐波会扭曲电网的电压和电流波形。例如，由于荧光灯、调光灯、计算机等负载，民用配电系统中的中性线会产生大量的奇次谐波，其中三次谐波含量较高，可达40%；在三相配电线路中，相线上3的整数倍谐波会叠加在中性线上，使中性线的电流值可能超过相线上的电流。此外，同频谐波电压和谐波电流应产生同频谐波的有功功率和无功功率，从而降低电网电压，浪费电网容量。

　　2. 对电力设备的危害

　　当电网出现谐波时，投入电容器后端电压增大，电容器电流增大，增加电容器损耗功率。对于膜纸复合介质电容器，虽然谐波损耗功率为无谐波损耗功率的1.38倍，但如果谐波含量高，超过电容器允许条件，会使电容器过电流和过载，损耗功率超过上述值，使电容器异常加热，绝缘介质在电场和温度下加速老化。特别是当电容器投入电压畸变的电网时，也可能加剧电网的谐波，即谐波扩大。此外，谐波的存在往往使电压呈尖顶波形，容易诱发介质中的局部放电。由于电压变化率大，局部放电强度大，可以加速绝缘介质的老化，缩短电容器的使用寿命。一般来说，电压每升高10%，电容器的使用寿命就会缩短1/2左右。此外，在谐波严重的情况下，还会使电容器鼓肚、击穿或爆炸。

　　对电力变压器的危害

　　谐波增加了变压器的铜消耗，包括电阻损耗、导体中的涡流损耗和导体外线的感应阻力与系统串联，提高电容器和线路的容抗与系统并联，并可能在一定值的电感和电容下产生谐振。对电气设备的危害对电机的危害

　　谐波对异步电机的影响主要是增加电机的额外损耗，降低效率，严重时使电机过热。特别是负序谐波在电机中产生负序旋转磁场，形成与电机旋转方向相反的扭矩，发挥制动作用，从而降低电机的输出。此外，当电机中的谐波电流接近某一部分的固有频率时，电机也会产生机械振动，产生很大的噪声。