諧波影響諧波對(duì)供配電線路的影響

1、導(dǎo)致繼電設(shè)備的誤動(dòng)作或拒動(dòng)

2、加大中性線電流，降低電網(wǎng)電壓

3、變壓器的銅耗、鐵耗及其它的雜散損耗增加，降低變壓器的使用壽命。

諧波對(duì)用電設(shè)備的影響；1、降低電動(dòng)機(jī)的效率，增加附加損耗，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生過熱及振動(dòng)等現(xiàn)象。

2、影響電力檢測(cè)儀器的測(cè)量準(zhǔn)確性。

3、對(duì)于低壓開關(guān)設(shè)備來，可以產(chǎn)生開關(guān)設(shè)備的誤動(dòng)作。

4、對(duì)弱電系統(tǒng)的干擾。

對(duì)變壓器而言，諧波電流可導(dǎo)致銅損和雜散損增加，諧波電壓則會(huì)增加鐵損。與純正基本波運(yùn)行的正弦電流和電壓相較，諧波對(duì)變壓器的整體影響是溫升較高。須注意的是; 這些由諧波所引起的額外損失將與電流和頻率的平方成比例上升，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器的基波負(fù)載容量下降。而當(dāng)你為非線性負(fù)載選擇正確的變壓器額定容量時(shí)，應(yīng)考慮足夠的降載因子，以確保變壓器溫升在允許的范圍內(nèi)。還應(yīng)注意的是用戶由于諧波所造成的額外損失將按所消耗的能量(仟瓦一小時(shí))反應(yīng)在電費(fèi)上，而且諧波也會(huì)導(dǎo)致變壓器噪聲增加。

在導(dǎo)體中非正弦波電流所產(chǎn)生的熱量與俱有相同均方根值的純正弦波電流相較，則非正弦波會(huì)有較高的熱量。該額外溫升是由眾所周知的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)所引起的，而這兩種現(xiàn)象取決于頻率及導(dǎo)體的尺寸和間隔。這兩種效應(yīng)如同增加導(dǎo)體交流電阻，進(jìn)而導(dǎo)致I2Rac損耗增加。

諧波電流和電壓對(duì)感應(yīng)及同步電動(dòng)機(jī)所造成的主要效應(yīng)為在諧波頻率下鐵損和銅損的增加所引起之額外溫升。這些額外損失將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率降低，并影響轉(zhuǎn)矩。當(dāng)設(shè)備負(fù)荷對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的變動(dòng)較敏感時(shí)，其扭動(dòng)轉(zhuǎn)矩的輸出將影響所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。例如: 人造纖維紡織業(yè)和一些金屬加工業(yè)。

對(duì)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)備，與正弦磁化相比，諧波會(huì)增加噪音量。像五次和七次這種諧波源，在發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)負(fù)載系統(tǒng)上，可產(chǎn)生六次諧波頻率的機(jī)械振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)是由振動(dòng)的扭矩引起的，而扭矩的振動(dòng)則是由諧波電流和基波頻率磁場(chǎng)所造成，如果機(jī)械諧振頻率與電氣勵(lì)磁頻率重合，會(huì)發(fā)生共振進(jìn)而產(chǎn)生很高的機(jī)械應(yīng)力，導(dǎo)致機(jī)械損壞的危險(xiǎn)。

電力電子設(shè)備對(duì)供電電壓的諧波畸變很敏感，這種設(shè)備常常須靠電壓波形的過零點(diǎn)或其它電壓波形取得同步運(yùn)行。電壓諧波畸變可導(dǎo)致電壓過零點(diǎn)漂移或改變一個(gè)相間電壓高于另一個(gè)相間電壓的位置點(diǎn)。這兩點(diǎn)對(duì)于不同類型的電力電子電路控制是至關(guān)重要的?？刂葡到y(tǒng)對(duì)這兩點(diǎn)(電壓過零點(diǎn)與電壓位置點(diǎn))的判斷錯(cuò)誤可導(dǎo)致控制系統(tǒng)失控。而電力與通訊線路之間的感性或容性耦合亦可能造成對(duì)通訊設(shè)備的干擾。

計(jì)算器和一些其它電子設(shè)備，如可編過程控制器(PLC)，通常要求總諧波電壓畸變率(THD)小于5%，且個(gè)別諧波電壓畸變率低于3%，較高的畸變量可導(dǎo)致控制設(shè)備誤動(dòng)作，進(jìn)而造成生產(chǎn)或運(yùn)行中斷，導(dǎo)致較大的生產(chǎn)責(zé)任事故。

像其它設(shè)備一樣，諧波電流也會(huì)引起開關(guān)之額外損失，并提高溫升使基波電流承載能力降低。溫升的提高對(duì)某些絕緣組件而言會(huì)降低其使用壽命。舊式低壓斷路器之固態(tài)跳脫裝置，系根據(jù)電流峰值來動(dòng)作，而此種型式之跳脫裝置會(huì)因饋線供電給非線性負(fù)載而導(dǎo)致不正常跳閘。新型跳脫裝置則根據(jù)電流的有效值(RMS)而動(dòng)作。

保護(hù)繼電器對(duì)波形畸變之響應(yīng)很大程度取決于所采用的檢測(cè)方法。沒有通用的準(zhǔn)則能用來描述諧波對(duì)各種繼電器的影響。 2100433B

本項(xiàng)目研究的感應(yīng)濾波換流變壓器是一種集成了感應(yīng)濾波技術(shù)的新型換流變壓器。旨在從諧波源處就近對(duì)諧波進(jìn)行濾除，使得絕大部分的特征次諧波被屏蔽于閥側(cè)繞組，網(wǎng)側(cè)繞組中幾乎沒有諧波流過，從而達(dá)到抑制繞組電磁振動(dòng)的作用。對(duì)換流變壓器的諧波電流與繞組電磁振動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行研究，揭示在諧波條件下感應(yīng)濾波換流變壓器對(duì)繞組電磁振動(dòng)的抑制作用。圍繞上述問題，本項(xiàng)目完成了如下研究工作： (1) 研究了感應(yīng)濾波換流變壓器的接線方案和濾波機(jī)理，推導(dǎo)了感應(yīng)濾波換流變壓器的電壓電流傳遞方程和繞組的匝比關(guān)系； (2) 通過對(duì)畢奧-沙瓦定律和拉格朗日定理的詳細(xì)比較，確定了采用拉格朗日定理對(duì)感應(yīng)濾波換流變壓器進(jìn)行繞組電磁力計(jì)算。 (3)建立了變壓器繞組和鐵心的有限元模型，確定了模態(tài)分析的方法，并分析了對(duì)感應(yīng)濾波換流變壓器振動(dòng)模態(tài)分析的基本思路。 (4) 建立了諧波條件下繞組振動(dòng)的有限元模型，經(jīng)過有限元計(jì)算得到了在四種工況下繞組的振動(dòng)特性，計(jì)算結(jié)果表明，感應(yīng)濾波技術(shù)對(duì)各個(gè)繞組的振動(dòng)有明顯的抑制作用 (5)經(jīng)有限元計(jì)算得到了各個(gè)繞組在兩種直流侵入方式下的振動(dòng)特性。 (6)確定了感應(yīng)濾波技術(shù)在降低換流變壓器鐵心振動(dòng)上的理論依據(jù)。 (7) 完成了試驗(yàn)變壓器的設(shè)計(jì)、制造；通過振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，獲得了新型換流變壓器各種情況下的振動(dòng)測(cè)試結(jié)果，并進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。

高壓直流輸電工程中換流變壓器噪聲嚴(yán)重超標(biāo)，影響環(huán)境，必須予以治理。以往的治理方法沒有治本，且代價(jià)大。換流器產(chǎn)生的諧波和直流偏磁是換流變壓器振動(dòng)加劇的根本原因。新型換流變壓器擬利用申請(qǐng)者兩個(gè)發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?00910043186.8和200910311197.X）的原理，降低換流變壓器鐵芯與繞組的振動(dòng)，但需要開展如下前瞻性研究：（1）諧波和直流偏磁引起換流變壓器電磁振動(dòng)加劇的機(jī)理；(2)諧波主、漏磁通及諧波電流相互作用形成的復(fù)雜電磁力作用于鐵心及繞組（振動(dòng)模態(tài)）產(chǎn)生怎樣的振動(dòng)效果；(3)新型換流變壓器原理樣機(jī)試制和實(shí)驗(yàn)研究。通過本項(xiàng)目研究，將（1）提出換流變壓器器身電磁振動(dòng)機(jī)理的理論；（2）得到考慮諧波和直流偏磁條件下?lián)Q流變壓器器身振動(dòng)的計(jì)算模型；（3）提出通過抑制變壓器諧波磁通來抑制換流變壓器器身振動(dòng)的方法；（4）研發(fā)380V，100kVA，12脈波低噪聲換流變壓器原理樣機(jī)一臺(tái)。

現(xiàn)代電力電子設(shè)備的大量使用產(chǎn)生的非線性電流，產(chǎn)生的諧波影響電網(wǎng)并加重電網(wǎng)污染，并導(dǎo)致電容器，變壓器及傳輸設(shè)備產(chǎn)生的嚴(yán)重干擾。諧振及電壓畸變還會(huì)造成供電用電事故，解諧電抗器作用是改善與避免諧波電流的危害。該系列產(chǎn)品用于低壓無功補(bǔ)償中，與電容器串聯(lián)使用。現(xiàn)代電力電子設(shè)備的大量使用產(chǎn)生的非線性電流，產(chǎn)生的諧波影響電網(wǎng)并加重電網(wǎng)污染，并導(dǎo)致電容器，變壓器及傳輸設(shè)備產(chǎn)生的嚴(yán)重干擾。諧振及電壓畸變還會(huì)造成供電用電事故，解諧電抗器作用是改善與避免諧波電流的危害。該系列產(chǎn)品用于低壓無功補(bǔ)償中，與電容器串聯(lián)使用。

電容器串聯(lián)解諧電抗器后諧振頻率低于系統(tǒng)最低（一般為5次及7次），使其在工頻下呈容性，從而防止并聯(lián)諧振及無放大諧波電流之慮。

產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)：

1.解諧電抗器低損耗，高抗諧波能力。高線性以免過載時(shí)電磁飽和，低噪音，安裝方便，環(huán)保特性，使用壽命長(zhǎng)，帶溫度控制保護(hù)。

2.電抗器鐵芯采用優(yōu)質(zhì)的冷軋低損耗硅鋼片，芯柱采用多分布式氣息，減小漏磁，減小損耗。

3.線圈采用優(yōu)質(zhì)的杜邦NOMEX紙包扎的銅線繞制，耐溫等級(jí)高，絕緣強(qiáng)度好，繞制時(shí)排列整齊，外觀不僅美觀而且散熱好。

4.電抗器的線圈和鐵芯組裝成一體后，經(jīng)過預(yù)烘去潮→真空浸漬→高溫固化→修正這一工藝流程，采用H級(jí)浸漬油漆，使電抗器的線圈和鐵芯牢固結(jié)合成一體，不但大大減小了運(yùn)行時(shí)的噪音，而且具有極高的耐熱等級(jí)，可確保電抗器在高溫下亦能安全無噪音地運(yùn)行。

5.電抗器芯柱采用無磁性材料固定鐵芯，確保電抗器具有較高的品質(zhì)因數(shù)和較低的溫升 。2100433B