电力谐波对设备的影响
谐波电流与电磁干扰基本原理与其解决方案
谐波电流与电磁干扰基本原理与其解决方案一、谐波电流的基本原理谐波电流是指在交流电路中,频率为整数倍于基波频率的电流,它是由非线性负载产生的。
在工业生产中,大量使用非线性负载设备,如变频器、UPS、照明灯具等,这些设备会导致谐波电流的产生。
谐波电流不仅会影响设备的正常运行,还会对供电系统造成严重的电磁干扰。
二、谐波电流对设备的影响1. 降低设备效率:谐波电流会导致设备内部温度升高,使得设备效率降低。
2. 缩短设备寿命:谐波电流会使得设备内部元件受到过度损伤,从而缩短设备寿命。
3. 产生噪声:谐波电流会使得设备发出噪声,影响工作环境和人员健康。
4. 影响其他设备:谐波电流会通过供电系统传播到其他设备中,从而影响其正常运行。
三、谐波电流解决方案1. 使用滤波器:滤波器是一种常用的解决谐波电流的方法。
它可以通过滤除谐波电流,从而减少对设备的影响。
2. 采用谐波抑制技术:谐波抑制技术是一种较为先进的解决方案。
通过使用谐波抑制器,可以有效地减少谐波电流的产生,并降低对设备的影响。
3. 选择合适的负载设备:在选购设备时,应尽可能选择具有较低谐波电流产生率的设备,从而减少对供电系统和其他设备的影响。
4. 加强维护管理:定期检查和维护设备,保持其良好运行状态,可以有效地减少谐波电流对设备的影响。
5. 加强供电系统规划设计:在供电系统规划设计中应考虑到非线性负载设备的特点,采取相应措施来减少其对供电系统和其他设备的影响。
四、电磁干扰解决方案1. 使用屏蔽材料:屏蔽材料是一种常用的解决方法。
通过使用屏蔽材料来遮挡或隔离干扰源,从而减少干扰信号的传播。
2. 采用滤波器:滤波器也可以用来解决电磁干扰问题。
通过使用滤波器来过滤掉干扰信号,从而减少对设备的影响。
3. 加强接地措施:加强设备和供电系统的接地措施,可以有效地减少电磁干扰的产生。
4. 选择合适的设备:在选购设备时,应尽可能选择具有较低电磁辐射和敏感度的设备,从而减少对电磁干扰的敏感度。
电力系统中谐波的危害与产生
电力系统中谐波的危害与产生电力系统中谐波是指频率是电力系统基波频率的整数倍的电压或电流波形,其频率通常为50Hz或60Hz。
谐波是电力系统中的一种电磁干扰,可能引起许多问题和危害,包括设备的过热、降低效率、产生故障以及影响电力网络的稳定性。
谐波的产生主要是由于非线性负载和电源引起的,下面将详细讨论谐波的危害与产生。
谐波的危害:1. 电力设备过热:谐波会导致设备内部的电压和电流波形畸变,造成设备的过载和过热。
设备过热会导致设备寿命缩短,甚至发生火灾等危险。
2. 降低设备效率:设备在谐波环境下工作时,可能会发生电流滞后和电压损失,导致设备的效率降低。
例如,变压器在谐波环境下由于电流滞后而产生降温,这会导致能量损失和电力供应的不稳定。
3. 产生设备故障:谐波会导致设备的电压和电流波形失真,从而损坏设备的绝缘性能和电线连接,引发故障。
例如,变频器引起的谐波可能导致电机绝缘击穿,造成电机损坏。
4. 影响电力网络的稳定性:谐波会改变电力系统的频谱特性,降低系统的稳定性。
谐波的存在可能导致电力网络中的共振现象,引起电压和电流的不稳定性,进一步导致电力系统的故障。
谐波的产生:1. 非线性负载:非线性负载是指对电压和电流响应非线性的负载设备。
这些设备通常包括整流器、变频器、电弧炉、放电灯等。
非线性负载会引起谐波电流的产生,造成电力系统的谐波问题。
2. 电源:电源本身也可能产生谐波。
例如,由于电力系统中存在电压降低和电压暂降,电源系统中的设备可能引入谐波频率。
3. 并联谐波滤波器:并联谐波滤波器通常用于减少负载设备引起的谐波,但滤波器本身可能引入谐波频率。
4. 反射和谐波:电力系统中的传输线上的谐波可能会反射,并返回到电源系统中,从而产生额外的谐波。
为减少谐波的危害,可以采取以下措施:1. 负载侧的措施:使用非线性负载时,可以采取滤波器、谐波限制器等措施来减少谐波的产生。
2. 电源侧的措施:电源系统应具备良好的谐波抑制能力,可以采用对称三相电源供应、提高电源的电压和频率稳定性等措施。
电力谐波对设备的影响
电力谐波对设备的影响发布者:admin 发布时间:2006-6-29 10:13:42 来自:互联网浏览统计:20减小字体增大字体1 谐波是怎样产生的在理想干净的电力系统中,电流和电压都是纯粹的正弦波。
实际上,当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时,就形成非正弦电流。
在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里,流过的电流和施加的电压成正比。
所以如果所加电压是正弦的话,流过的电流就是正弦的,如图1所表示的那样。
其中的负荷线表示外加电压和负荷中所生电流的关系,图1中表示的电流波形与电压波形是和线性负荷相对应的。
应指明,在有无功元件的场合,在电压和电流波形间有一个相位移动,功率因数变低了,但线路仍是线性的。
图2是负荷为简单的全波整流器及电容器时的情况。
在这个情况下电流只有在电源电压超过存贮电容器上存的电压时才流通,亦即接近正弦波电压峰值附近时,如负荷线的形态所示。
实际上负荷线(此处的电流波形)比本例所说的要更为复杂,可以是某种非对称的、磁滞形的以及转折形的,并且斜率也是随负荷而变的任何周期性波形均可分解为一个基频正弦加上许多谐波频率的正弦。
谐波频率是基频的整数倍,例如基频为50Hz时,二次谐波为100Hz,而三次谐波则为150Hz。
谐波电流在供电系统及设备内部均会造成问题,其效果不一,需分别加以研究。
2 谐波对电力设备的影响及应对方法2.1 电压畸变因为供电系统有内阻抗,所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸变。
此阻抗有两个组成部分:公共耦合点(PCC)的内部电缆走线的阻抗,以及在PCC上供电系统的固有阻抗,以就地供电变压器为例,在图3中加以说明。
由非线性负荷形成的畸变的负荷电流在电缆的阻抗上产生一个畸变的电压降。
合成的畸变电压波形,加到与此同一电路相连的全部的别的负荷上去,而形成谐波电流在其上流过,甚至它们是线性的负荷时也是如此。
问题的解决办法是把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷的供电线路分开,如图4所示的那样,这里线性负荷和非线性负荷从公共连接点用分别的电路馈电,以使由非线性负荷产生的电压畸变不会达到线性负荷上去。
电力系统中谐波的危害与产生
电力系统中谐波的危害与产生电力系统中谐波的危害与产生谐波指的是频率为基波频率的倍数的电信号成分,在电力系统中的原因有很多,比如电力设备的非线性负载、电子设备的交流-直流变换等。
虽然谐波信号的功率一般较低,但由于其具有频率较高、波形失真的特点,对电力系统和电力设备的运行安全和电能质量造成了一定的影响和危害。
一、对电力设备的危害1.导致设备过热:谐波信号导致电流和电压波形失真,使电力设备的磁路饱和,导致设备出现额外的损耗,产生额外的热量,从而导致设备过热、老化、性能降低。
2.损害设备绝缘:谐波会提高设备绝缘材料的介质损耗角正切值,使设备的绝缘等级下降,从而导致电气设备的绝缘性能降低。
3.损伤电动机:谐波信号会使电动机的转矩波形失真,加剧机械振动,引起转子的加速损伤或者负载不平衡问题,从而降低电动机的性能。
4.降低电力设备的寿命:谐波会使电力设备的运行稳定性降低,电力设备的寿命也随之降低。
二、对电能质量的危害1.导致电能损耗:谐波会使电能的传输损耗增大,电能的利用效率降低,从而造成电能浪费。
2.引起电压波动:谐波会使电源电压的总谐波畸变THD值增大,从而导致电源电压的变化、波动明显。
3.引起电流不平衡:谐波信号会加剧相间电流之间的差异,导致电流的不平衡问题,从而影响电力系统的运行稳定性和性能。
4.影响电力系统的稳定性:谐波会使电力系统的总谐波畸变THD值较大,从而影响电力系统的稳定性和电能质量。
为减小谐波的危害,可采取以下措施:1.选择适当的电力设备,如交流电动机、逆变器、电子变压器等,以减小非线性负载对电力系统产生的谐波。
2.配置滤波器装置,用于消除电力系统中的谐波信号。
3.加强电力设备的维护与管理,延长设备的寿命,减少谐波产生的数量。
4.优化电力系统的运行参数,如改善电力系统的谐波阻抗,减小电力系统的谐波电流等。
谐波造成的电力事故
谐波是一种频率为基波频率整数倍的波形,电力系统中的谐波主要来源于非线性负载,如电力电子设备、电弧炉、轧机等。
谐波的存在会对电力系统的稳定运行造成影响,严重时可能导致电力事故的发生。
谐波对电力系统的危害主要体现在以下几个方面:
1. 电力设备的过热和损坏:谐波会导致电力设备的附加损耗,使得设备温度升高,加速设备老化,甚至导致设备损坏。
2. 保护装置的误动作:谐波会影响电力系统保护装置的正常工作,导致保护装置误动作,从而引发电力事故。
3. 电力系统的稳定性降低:谐波会影响电力系统的稳定运行,导致系统电压、电流波形失真,严重时可能导致系统崩溃。
4. 对通信设备的干扰:谐波会干扰通信设备的正常工作,影响通信质量,甚至导致通信设备损坏。
为了减少谐波对电力系统的影响,需要采取相应
的措施,如限制非线性负载的接入、安装谐波滤波器、采用有源电力滤波器等。
同时,加强电力系统的监测和管理,提高电力系统的抗谐波能力,也是预防谐波引发电力事故的重要手段。
电力系统谐波的危害及其常用抑制方法
电力系统谐波的危害及其常用抑制方法电力系统中的谐波是指频率为基波频率的整数倍的电压和电流成分,它们在电力系统中的存在会引起一系列的问题和危害。
下面将详细介绍电力系统谐波的危害及其常用抑制方法。
一、谐波的危害1.电压失真:谐波的存在会使电压波形发生畸变,进而导致电压的失真,使电力设备无法正常运行。
电压失真还会对电力设备造成较大的冲击和损害,缩短设备的寿命。
2.系统能效下降:谐波会导致电力系统中电流的失真,由于谐波电流引起的额外功耗,使得系统能效下降。
这会导致电力设备的能耗增加,降低整个系统的效率。
4.电磁兼容性问题:谐波信号会干扰电力系统周围的其他电子设备,导致电磁兼容性问题。
这会对邻近的电子设备造成干扰,影响设备的正常运行。
5.高频谐波产生的热问题:高频谐波会导致电力设备产生过多的热量,进而引起绝缘材料的老化和烧损,甚至造成火灾。
这对电力系统的安全性构成严重威胁。
二、谐波抑制的常用方法1.变压器和电机的设计优化:在变压器和电机的设计中考虑谐波的影响,通过选择合适的材料和结构,减小谐波对设备的影响。
例如,在电机设计中,可以增加骨架的厚度或配置合适的磁路副将谐波分向其他通道。
2.滤波器的应用:安装合适的滤波器可以有效地抑制谐波。
滤波器可以通过改变电源电路的阻抗特性,将谐波电流引向滤波器,从而减小谐波的水平。
4.负载侧的谐波抑制:对于谐波敏感的设备,可以在负载侧采取一些措施来抑制谐波。
例如,使用谐波阻抗装置或磁性隔离器等。
5.教育和培训:提高电力系统从业人员对谐波问题的认识和理解,增强其对谐波抑制方法的应用能力,能够及时发现和解决谐波问题。
总之,谐波对电力系统的危害不容忽视。
为了保证电力系统的正常运行和设备的安全性,需要采取有效的措施来抑制谐波。
以上所提到的方法是目前常用的谐波抑制方法,但需要根据具体情况选择合适的方法。
谐波对电网设备的影响
第1章绪论1.1 谐波的基本概念国际上公认的谐波定义为:“谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整倍数”。
由于谐波的频率是基波频率的整数倍,我们常称为高次谐波。
根据这个定义,频率不是基波频率整数倍的畸变波形称为间谐波(interharmonics)、分数谐波(fractional---harmonics)和次谐波(subharmonics) 。
在电力系统中,波形畸变现象的产生主要是由于大容量电力设备和用电整流或换流设备,以及其他电力电子设备等非线性负荷造成。
当正弦基波电压施加于非线性负荷时,负荷吸收的电流与施加的电压波形不同,畸变的电流影响电流回路中的配电设施,如变压器、导线、开关设备等。
在实际存在系统电源阻抗时,畸变电流将在阻抗上产生电压降,因而产生畸变电压,畸变电压将对负荷产生影响。
这些电力设备或用电设备负荷从电力系统中吸收的畸变电流可以分解为基波和一系列的谐波电流分量,这样就产生了谐波电流,这些谐波电流注入电网,就形成了电网谐波。
这些谐波电流值实际上与50HZ基波电压值和供电网的阻抗无关。
因此,对大多数谐波源可视作为恒流源,它们与50HZ基波不同,后者大多是恒压源。
根据谐波产生的原理不同,谐波源可分为两大类:(1)含有半导体元件的各种电力电子设备的谐波源含有半导体元件的各种电力电子设备的谐波源工作时按一定的规律开关不同的电路,使正弦电流(或电压)波形发生畸变,将谐波注入电网中,这种方式产生的谐波电流与供电电压波形、电力设备的电路结构及参数和控制方式有关。
近年来电力电子设备的迅速发展,这类谐波源成为最严重的谐波源。
从相数分有单相和多相;从功能分有整流、逆变、交流调压和变频等。
如整流设备、交直流换流设备、变压器、直流拖动设备整流器、PWM变频器、相控调制变频器以及现代工业为节能和控制用的电力电子设备等。
(2)含有电弧和铁磁非线性设备的谐波源含有电弧和铁磁非线性设备的谐波源所产生的谐波电流与供电电压波形和负荷的伏安特性有关。
(完整版)谐波的危害
1、高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变,另外相同频率的谐波电压和谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率,从而降低电网电压,增加线路损耗,浪费电网容量,2、影响供电系统的无功补偿设备,谐波注入电网时容易造成变电站高压电容过电流和过负荷,在谐波场合下,电容柜无法正常投切,更严重的请况下,电容柜会将电网谐波进一步放大。
3、影响设备的稳定性,尤其是对继电保护装置,危害特大。
4、谐波的存在会造成异步电动机效率下降,噪声增大;使低压开关设备产生误动作;对工业企业自动化的正常通讯造成干扰,影响电力电子计量设备的准确性。
5、谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加,直接影响变压器的使用容量和使用效率;还会造成变压器噪声增加,缩短变压器的使用寿命。
谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面:1、加大企业的电力运行成本由于谐波不经治理是无法自然消除的,因此大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热,从而加大了电力运行成本,增加了电费的支出。
2、降低了供电的可靠性谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖,不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加,而且使绝缘材料承受的电应力增大。
谐波电流能使变压器的铜耗增加,所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热,噪声增大,从而加速绝缘老化,大大缩短了变压器、电动机的使用寿命,降低供电可靠性,极有可能在生产过程中造成断电的严重后果。
3、引发供电事故的发生电网中含有大量的谐波源(变频或整流设备)以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷,这些电气设备处于经常的变动之中,极易构成串联或并联的谐振条件。
当电网参数配合不利时,在一定的频率下,形成谐波振荡,产生过电压或过电流,危及电力系统的安全运行,如不加以治理极易引发输配电事故的发生。
4、导致设备无法正常工作对旋转的发电机、电动机,由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁芯中产生附加损耗,从而降低发输电及用电设备的效率,更为严重的是谐波振荡容易使汽轮发电机产生震荡力矩,可能引起机械共振,造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳循环,导致设备无法正常工作。
谐波的危害与对策
谐波的危害与对策谐波是指频率为基波频率整数倍的电磁波。
谐波通常是电子设备和电力系统中的一种电磁干扰源,会对设备的正常运行产生危害。
本文将分析谐波的危害,并提出相关的对策。
1.电力系统中的危害:谐波会对电力系统的稳定性和可靠性产生负面影响。
谐波会导致电磁振荡,引起额外的电流和电压谐振,进而使设备损坏或系统瘫痪。
此外,谐波还会导致电力系统中的电能损耗增加,引起线路过热和设备寿命缩短。
2.设备损坏和故障:谐波会对设备造成过电压和过电流,使设备损坏或故障。
例如,谐波电流会引起电动机的过热,降低绝缘性能,导致设备寿命缩短。
谐波还会导致变压器的热损耗增加,引起变压器过热甚至发生爆炸。
此外,谐波还会导致电子设备的干扰,干扰正常的工作。
3.对人体健康的影响:谐波对人体健康产生的危害包括电磁辐射对人体的直接伤害和电磁辐射引起的各种健康问题。
长期处于高谐波环境中,人体可能会产生头痛、眩晕、失眠等症状。
同时,谐波还可能破坏人体的生物电位平衡,产生诸如心律失常等疾病。
为了应对谐波的危害,以下是一些可能的对策:1.传统滤波器技术:在电力系统中,可以采用传统的主动或被动滤波器来抑制谐波。
主动滤波器可以通过电子器件来消除不需要的谐波,并提供对称负载,减少谐波产生。
被动滤波器则是利用电抗器等设备来阻塞谐波流过的路径,减少谐波对电力系统的影响。
2.多层次的电力系统设计:在电力系统设计中,可以采用多层次的配置来抑制谐波。
通过在系统中增加合适的变压器、电抗器和滤波器等设备,可以减少谐波的传播和影响。
3.谐波监测与控制:通过谐波监测装置对电力系统中的谐波进行实时监测,并及时采取相应的控制措施。
例如,可以在容易受到谐波干扰的设备附近安装滤波器,通过选择合适的滤波参数和工作模式,减少谐波对设备的影响。
4.加强人体防护措施:对于电磁辐射对人体健康的直接威胁,应采取一系列的防护措施。
例如,在工作场所中,可以采用屏蔽层、防辐射窗等装置来减少辐射的传播和接触。
电网谐波的危害及抑制技术
电网谐波的危害及抑制技术
电网谐波是指在电网中频率等于整数倍基波频率的电信号,这
些信号会引起电网电压和电流的畸变,对电网和电力设备造成一定
的危害。
下面将介绍电网谐波的危害及抑制技术。
一、电网谐波的危害
1. 电压波形畸变:谐波会使电压波形发生变形,增加了设备的
压降,降低了电压质量,给电力系统带来压力。
2. 引起过电压:在谐波频率为倍频时,容易引起设备的过电压,进而引起设备的损坏。
3. 增加线损:当有谐波电流流过电网中的阻抗时,会产生附加
损耗,增加了线损,降低了设备的效能。
4. 造成电力设备损坏:谐波会使变压器、电容器等设备内部产
生热量,长期受煎熬可能导致设备的损坏或缩短使用寿命。
二、电网谐波的抑制技术
为了避免谐波对电网和电力设备造成的危害,可以采用以下抑
制技术:
1. 滤波器技术:将电网谐波通过滤波器滤除,消除畸变,提高
了电力质量,保护设备不受谐波干扰。
滤波器的结构由电阻、电感、电容等器件构成,能够滤除某一特定频率的信号。
2. 无功补偿技术:通过加入无功功率,改善电网的功率因数,
消除电流的谐波,保证电力质量。
3. 中性线滤波器技术:将谐波电流通过中性线滤波器抑制,以达到保护设备和提高电能质量的效果。
4. 散热或更换设备:对于耐高温设备,可以采用散热措施,减缓设备内部的热升,从而减少设备的故障。
对于长期受电网谐波影响的设备,可以考虑更换抗谐波能力更强的设备。
电网谐波对电网和电力设备造成的危害不容忽视,需要采取科学的抑制技术,保障电网的稳定运行和电力设备的使用寿命。
谐波对电网及用电设备的影响
谐波对电网及用电设备的影响1、对电网的影响①造成电网的功率损耗增加、设备寿命变短、接地爱护功能失常、遥控功能失常、线路和设备过热等,特殊是三次谐波会产生特别大的中性线电流,使得配电变压器的零线电流甚至超过相线电流值,造成设备的担心全运行。
谐波对电网的平安性、稳定性、牢靠性的影响还表现在可能引起电网发生谐振,使正常的供电中断、事故扩大、电网解裂等。
②引起变电站局部的并联或串联谐振,造成电压互感器等设备损坏;造成变电站系统中的设备和元件产生附加的谐波损耗,引起电力变压器、电力电缆、电动机等设备发热,电容器损坏,并加速绝缘材料的老化;造成断路器电弧熄灭的时间延长,影响断路器的开断力量;造成电子元器件的继电爱护或自动装置误动作;影响电子仪表和通信系统的正常工作,降低通信质量;增大四周磁场的干扰等。
2、对用电平安的影响①火灾影响。
一些建筑突发性火灾已被证明与电力谐波有关。
目前,节能灯、调光器和电器设备中开关电源的应用很普遍,本意是节能,但这些终端设备作为谐波源,对电网的危害很大。
经有关部门测定,应用电器设备较多的酒店、商厦、网吧、计算机房、居民小区等,在没有实行滤波等措施前,中性线电流都很大,有些甚至超过线电流,导致过热成为形成火灾事故的重大隐患。
②设备影响。
电能质量的污染对继电爱护、计算机系统和精密制造业的精密机械和仪器等,都可能影响正常的运行、操作,降低设备正常使用寿命,甚至引起继电爱护误动作而形成不必要的事故,造成不同程度的影响和损害。
③通信影响。
谐波是电网干扰通信的重要因素,主要通过静电感应(电容耦合,电压作用)和电磁感应(电流作用),在通信线路上产生声频干扰。
谐波频率高时,会发生杂音,在通信线路上引起音频干扰,严峻时还可能触发电话铃响。
采纳屏蔽电缆通信,虽可消退静电感应的影响,但不能消退电磁感应的干扰。
同时,对于存在多个中性点接地的配电网络,当三相负载不对称时,零线电流将对利用大地作参考电位的通信系统,造成参考电位漂移而产生干扰。
供电系统中谐波的危害及其抑制措施
供电系统中谐波的危害及其抑制措施谐波对供电系统的危害主要体现在以下几个方面:1.电力系统损耗增加:谐波会导致电线和变压器的额定容量下降,从而增加系统的电阻和电抗损耗。
这会导致能源的浪费和电力系统效率的降低。
2.电压失真:谐波会引起电压波形的失真,导致电压的畸变。
这种电压畸变可能会导致灯泡闪烁、电机振动加剧以及其他故障或损坏。
3.电流畸变:谐波引起电流波形的畸变,使电流的有效值增大。
这可能导致设备过载、电缆和开关设备发热以及电动机过热。
4.故障的引发:谐波可能导致电力系统中的谐振现象。
当谐振发生时,电流和电压放大,可能导致设备损坏和系统故障。
为了抑制供电系统中的谐波,下面列举了一些有效的措施:1.使用滤波器:滤波器是一种常用的抑制谐波的设备。
它们可以作为附加电路连接到系统中,以减小谐波的影响。
滤波器可根据谐波频率进行设计,以达到减小谐波幅值和失真的效果。
2.优化设备:设计和选择具有低谐波发生率的电气设备,例如低谐波电源和电机。
这些设备可以降低谐波幅值,从而减小谐波对供电系统的影响。
3.使用变压器:通过使用多螺绕变压器可减小谐波幅值。
这种变压器通过额外的绕组消耗谐波分量,从而阻止谐波进入供电系统。
4.电网规划和设计:在电网规划和设计阶段,谐波的抑制需被纳入考虑。
通过合理规划供电系统的容量和结构,可以降低谐波的幅值和频率,从而减小谐波对系统的影响。
5.教育和培训:对电力系统运维人员进行相关培训以提高他们对谐波的认识,并了解合适的措施来减小谐波的影响。
总结起来,供电系统中的谐波产生了一系列危害,包括电力系统损耗增加、电压和电流失真、设备过载和谐振现象的引发等。
为了减小这些危害,应采取一系列的抑制措施,如使用滤波器、优化设备、使用变压器、优化电网规划以及加强教育和培训等。
最终,有效地抑制谐波会提高供电系统的可靠性,提升电气设备的性能,减少故障和损坏的风险。
谐波的危害与治理
谐波的危害与治理谐波是电气设备运行中不可避免出现的问题之一,其危害主要体现在设备损坏、能耗增加和工作效率下降等方面。
为了有效治理谐波,可以采取多种措施,包括谐波过滤器的应用、降低非线性负载、改进供电系统等方法。
本文将详细描述谐波的危害及治理方法。
谐波是电流或电压波形中频率是基波频率整数倍的成分。
当电力系统中存在谐波时,会带来以下危害:1. 电力设备的损坏:谐波会引起电力设备的过热、电容器的老化、电动机转矩波动、继电器误动等问题。
长此以往,会导致设备寿命的缩短,增加维护成本。
2. 能源浪费:谐波会导致电能的损失和能耗的增加。
电网中谐波电流的存在会导致额外的功率损耗,增加用户电费开支。
3. 工作效率下降:谐波会导致电力系统的电流和电压波形失真,使电力设备的工作效率下降。
例如,电机的转矩波动会降低效率,造成额外的能源浪费。
针对谐波问题,可以采取以下治理措施:1. 谐波过滤器的应用:谐波过滤器是一种能够降低电力系统谐波水平的设备,其原理是通过控制谐波电流的流向和大小来达到滤波效果。
可以根据实际需要选择合适的谐波过滤器类型,如有源谐波过滤器、无源谐波过滤器等,并在关键位置进行安装和配置。
2. 降低非线性负载:非线性负载是谐波产生的主要原因之一,如电力电子器件、变频器等。
通过控制这些非线性负载的使用,例如合理选择负载电压和电流的容量、增加电感元件等措施,可以减少非线性负载引起的谐波。
3. 改进供电系统:对供电系统进行改进也是治理谐波的重要方法。
例如,加装谐波补偿设备,通过补偿谐波电流来降低谐波水平;重新设计电力系统的接地系统,减小系统电容;提高系统电压等方法都可以有效地改进供电系统,从而减少谐波。
4. 加强维护管理:定期对电力设备进行巡检和维护,及时处理设备异常情况,可以减少谐波对设备的损坏。
此外,还可以加强对设备的监测和数据分析,及时发现谐波问题的存在,采取相应措施进行处理。
综上所述,谐波的危害主要包括电力设备损坏、能耗增加和工作效率下降等方面。
什么是电力谐波、电力谐波的危害
什么是电力谐波、电力谐波的危害
发电厂发出交流电的频率是50赫兹,波形是正弦波。
通常称工频。
波形图如下:
在电力系统方面,谐波是指多少倍于工频频率的波形,简称“次”,是指从2
次到30次范围,如5次谐波电压(电流)的频率是250赫兹,7次谐波电压(电流)的频率是350赫兹;超过13次的谐波称高次谐波。
从图二看出电压波形有开口,电流波形是方波,与图一所示波形有很大的差别。
电力谐波对电力网(包括用户)危害是十分严重的,它是一种电力污染,一种人们(用五官直接感受而不通过仪器)看不见、嗅不到、摸不着的污染。
所以往往不被人们注意。
★谐波对电力系统产生的危害主要有以下几点:
1、对电力设备的危害
(1)加速电力变压器绝缘老化,缩短变压器使用寿命。
(2)使开关(断路器)过载,造成经常性跳闸。
由于谐波电流在导体表面流动,引起导体发热,降低了开关的实际容量所致。
(3)使无功补偿设备部件损坏,无法进行无功补偿,加大线路损失,降低变压器额定容
量。
2、对变电所的继电保护产生干扰,易造成保护误动作,导致区域性停电事故。
3、干扰通讯,影响通讯网络。
通讯系统使用大量计算机容易受谐波干扰。
4、对精密设备及家用电器产生危害,如空调、微波炉、电视等。
谐波的危害与治理
谐波的危害与治理谐波(Harmonics)是一种电力质量问题,指的是电力系统中频率是电力系统基波频率整数倍的电力信号。
由于现代社会对电力供应的要求越来越高,而电子设备的普及也带来了大量频率非线性负载,这使得谐波问题变得日益突出。
谐波的产生会对电力系统及相关设备带来一系列危害,因此需要进行治理。
本文将对谐波的危害及其治理进行全面探讨。
一、谐波的危害1. 对供电网造成负荷加重:谐波电流会增加供电系统的总功率需求,使电网负荷加重。
由于谐波电流的存在,设备的运行效率降低,电网传输能力减小,给供电企业带来电能损失和运行成本的增加。
2. 对设备造成电磁烦扰:谐波电流会引起电力设备内部漏磁力的增加,产生电磁烦扰现象。
这种电磁烦扰会影响到设备的正常运行,造成设备的故障、损坏甚至火灾。
3. 对电力设备造成损坏:谐波电流会引起设备内部电涌、过热等问题,导致电力设备的损坏。
特别是对低压配电设备,谐波容易引起设备的过载和损坏,给用电客户和企业带来不必要的维修成本。
4. 对电力质量造成污染:谐波会引起电压畸变,特别是谐波电压会使系统电压波形变形,导致电压失真。
这不仅影响设备的正常运行,还会在输配电系统中产生大量的电能损耗,降低电力质量,影响用户的用电质量。
5. 对通信设备造成干扰:谐波会产生高频电磁辐射,对无线通信设备产生干扰。
这种干扰会导致通信设备的信号质量下降,甚至影响通信的稳定性和安全性。
二、谐波的治理谐波治理是指采取一系列措施来减少或消除谐波对电力系统造成的危害。
谐波治理需要从源头和末端两个方面进行考虑,下面将介绍一些常见的谐波治理方法。
1. 谐波源控制:谐波源控制是对产生谐波的负载进行控制,减少谐波的产生。
常见的谐波源控制方法有:(1)采用低谐波负载:选择具有较低谐波水平的负载设备,例如使用变频器时选择带有滤波器的变频器,这样可以减少负载引起的谐波电流。
(2)限制非线性负载容量:对于存在大量非线性负载的设备,可以分时控制其使用量,减少谐波产生。
谐波对继电保护的影响与应对策略
谐波对继电保护的影响与应对策略谐波是指电力系统中频率为基波频率整数倍的波形成分,通常是由非线性负载(如电子设备、调光器、电弧炉等)引起的。
谐波对继电保护系统的影响主要表现为信号失真、误动及误闭等问题。
谐波对继电保护的影响主要包括以下几个方面:1. 信号失真:谐波会使传输线路上的电流和电压波形失真,这会影响到继电保护系统对电流和电压的采样和处理,导致保护装置误判或无法判断故障情况。
2. 误动:谐波在电力系统中的传播会引起继电保护设备的误动。
当存在谐波干扰时,保护装置可能会错误地判断出故障信号,导致保护动作,从而影响电力系统的稳定运行。
3. 误闭:谐波也会导致继电保护设备对故障信号的误闭,即保护装置无法正确判断故障情况,导致无法及时采取保护措施,进而增加故障扩大的可能性。
1. 滤波器的应用:在继电保护设备的输入和输出端加装滤波器,可以有效地降低谐波的干扰,减少信号失真和误动等问题。
滤波器应根据谐波频率特性和故障类型选择合适的参数。
2. 继电保护装置的抗谐波能力提升:采用具有较高抗谐波能力的继电保护装置,可以有效地抵御谐波干扰,减少误动和误闭问题。
抗谐波能力主要指保护装置对谐波干扰的抑制能力。
3. 系统设计的改进:优化电力系统结构和谐波源的配置,合理规划设备与线路之间的功率补偿和滤波装置,减少谐波的产生和传输。
合理规划负载分布,减少非线性负载对谐波的贡献,对于减少谐波干扰也有积极的作用。
4. 频率跟踪技术的应用:通过频率跟踪技术,可以实时检测电网的频率,准确获取谐波信息。
将这些信息与继电保护装置相结合,可以实现对谐波干扰的智能监测和分析,从而及时采取合适的措施进行处理。
谐波对继电保护系统的影响是不可忽视的,但通过合适的应对策略可以有效地减少谐波干扰的影响。
继电保护系统在设计和运行中应考虑谐波的特点和影响,选择合适的装置和技术来应对谐波问题,保证电力系统的安全稳定运行。
谐波的危害
谐波治理电力电子设备越来越广泛地应用在工业和商业,例如:变频调速设备、整流器、不间断电源UPS、直流电源、焊机、计算机、电视机、节能灯、复印机等。
这些非线性负荷在给人们的生产和生活带来便利的同时,会产生大量的谐波并注入到电网中,导致电流和电压波形畸变,电能质量下降,并危害电网及电网中的其它设备。
谐波对供电设备的危害:●电力变压器和发电机损耗增大,产生过热算坏;●电缆过热,绝缘老化;●电力电容器介质损耗增大,过热;●中线电流增大,过热。
谐波对用电设备的危害:●敏感性负载受干扰,计算机出错,死机;●保护装置异常动作,开关误跳闸;●伺服电机产生脉动,交流电机产生振动,噪音增大;●产生线路传导电磁干扰,数字传输故障,通讯广播剪断;●照明设备和显示器产生闪烁。
谐波对电网的危害:●电网的品质变坏,波形失真增大,频率改变;●过度地消耗电网中的无功功率和电流有效值;●电网的负担加重,可用容量下降。
谐波对电力系统的正常运行带来了严重危害,特别是纯电容的无功补偿装置。
天津学苑节能环保科技发展有限公司的无功补偿和谐波治理系统,结合国外的先进技术,为各行各业的用户提供针对不同谐波环境的无功补偿和谐波滤波整体接解决方案,从而降低用电成本,提升电能质量。
无功补偿和谐波滤波系统的主要设备包括●无功补偿产品♦MVG/MVK/MVT安全补偿模块及元件♦MVGS/MVKS/MVTS安全补偿成套装置♦LSVG(有源)动态无功发生装置:以有源的方式实现动态分相无功补偿的新型设备。
●谐波滤波产品♦无源滤波器:传统的谐波治理装置,基本原理为谐波旁路。
主要有电容电抗等无源器件组成;作为低成本的滤波方案,经过准确设计和高性能滤波元件选型的调谐式无源滤波器在某些场合可以安全运行。
♦有源滤波器:先进的治理谐波装置,基本原理是谐波抵消。
主要器件为IGBT电力电子器件。
他完全克服了无源滤波器的所有弊端,独立于系统阻抗,没有过载和谐波危险,滤波灵活有效。
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电力谐波对设备的影响
发布者:admin 发布时间:2006-6-29 10:13:42 来自:互联网浏览统计:1253
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1 谐波是怎样产生的
在理想干净的电力系统中,电流和电压都是纯粹的正弦波。
实际上,当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时,就形成非正弦电流。
在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里,流过的电流和施加的电压成正比。
所以如果所加电压是正弦的话,流过的电流就是正弦的,如图1所表示的那样。
其中的负荷线表示外加电压和负荷中所生电流的关系,图1中表示的电流波形与电压波形是和线性负荷相对应的。
应指明,在有无功元件的场合,在电压和电流波形间有一个相位移动,功率因数变低了,但线路仍是线性的。
图2是负荷为简单的全波整流器及电容器时的情况。
在这个情况下电流只有在电源电压超过存贮电容器上存的电压时才流通,亦即接近正弦波电压峰值附近时,如负荷线的形态所示。
实际上负荷线(此处的电流波形)比本例所说的要更为复杂,可以是某种非对称的、磁滞形的以及转折形的,并且斜率也是随负荷而变的任何周期性波形均可分解为一个基频正弦加上许多谐波频率的正弦。
谐波频率是基频的整数倍,例如基频为50Hz时,二次谐波为100Hz,而三次谐波则为150Hz。
谐波电流在供电系统及设备内部均会造成问题,其效果不一,需分别加以研究。
2 谐波对电力设备的影响及应对方法
2.1 电压畸变
因为供电系统有内阻抗,所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸变。
此阻抗有两个组成部分:公共耦合点(PCC)的内部电缆走线的阻抗,以及在PCC上供电系统的固有阻抗,以就地供电变压器为例,在图3中加以说明。
由非线性负荷形成的畸变的负荷电流在电缆的阻抗上产生一个畸变的电压降。
合成的畸变电压波形,加到与此同一电路相连的全部的别的负荷上去,而形成谐波电流在其上流过,甚至它们是线性的负荷时也是如此。
问题的解决办法是把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷的供电线路分开,如图4所示的那样,这里线性负荷和非线性负荷从公共连接点用分别的电路馈电,以使由非线性负荷产生的电压畸变不会达到线性负荷上去。
为了使问题简化,本例中假设在公共耦合点(PCC)上的电源阻抗为零。
在实际上此电源阻抗很低但有一定数值,并有电感成分而使由谐波电流产生的谐波电压畸变加剧。
2.2 中线导线的过热
在三相系统中每个相线对星形接法的中点电压间有120°的相位移动,故当每相的负荷相等时,在中线上的电流为零。
当三相负荷不均衡时,只有去掉均衡值以后的电流流入中线。
安装者利用这一好处可把中线导线容量减少一半。
然而,虽然基波电流可相互抵消,但谐波电流则不是这样的——事实上它们都是三次谐波有奇数位(“3N倍”的谐波)在中线上矢量相加。
最新研究表明相电流为100A
时,中线电流竟达150A。
中线电流可轻易地接近相电流的两倍来流过截面减半的中线导线。
所以中线的截面应该是每相导线截面的两倍,用五芯电缆可方便地实现这一方案;每相用一个芯线而中线则用两个芯线,如果搞不到五芯电缆,就最好是用一根两倍截面的电缆做中线。
2.3 对变压器和感应电动机的影响
(1)变压器。
三相变压器对高次谐波的响应状况取决于所用的连接方式(星形的或三角形的连接)。
对于星/星(Y/Y)接法,相电流间的任何不平衡结果会使星点电气位移,使相线对中线的电压不相等。
3N倍的谐波电流在一次及二次的相线对中线的电压上均造成谐波电压并使星点的电压脉动。
如果一次是四线制的(即星点连接中线),电压就不会有畸变,但一次中线上要流过谐波电流,就会引起电源系统的畸变。
加上第三个三角形接法的绕阻就可以克服这个问题(容量为变压器额定值的30%),它给循环不均衡的及3N次谐波提供了通路,这样就可防止它们传回入配电系统。
对于三角形/星形(△/Y)接法,不平衡和3N次谐波电流在一次绕阻循环流动而不会传到电源系统中去。
这种接法是配电变压器中最常用的一种。
应注意,所有的其他谐波都会传回到电源系统中去,结果将广泛散布开来。
如所了解的那样,较低次数的谐波是最麻烦的,因为它们比较强大,系统的阻抗不能将它们衰减多少,并且很难将它们从电源中消除。
无论是传出去与否,所有的谐波都要增大在变压器的绕阻和铁心上的损耗,环流不做有用功,但会引起额外的损耗并增加绕阻的温度,更高的谐波频率使磁损及涡流损耗加大。
(2)感应电动机。
和变压器中的道理一样,谐波畸变会加大电动机中的损耗。
然而,由于励磁磁场的谐波会产生附加的损耗,每个谐波分量都有自身的相序(正序、逆序、零序),它表示旋转的方向(在感应电动机中相对于基波磁场的正向而言的)。
谐波次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
相序+- 0 +- 0 +- 0 +- 0
零序谐波(3次及3的倍数,即“3N”次谐波)产生不变的磁场,但是因为谐波频率较高,故磁性损耗大大增高而将谐波能量以热的方式放出。
负序的谐波产生反方向旋转的磁场(相对于基波而言),而使电机的力矩下降,并和零序谐波一样,产生更多的损耗。
正序谐波产生正向旋转磁场来加大力矩,它和负序分量一起,可造成电机的振动而降低电机寿命。
在有谐波出现的场合,电动机的容量应按图5中的曲线来降低其额定功率。
谐波电压因数(HVF)定义如下
式中,Vn为以基波的百分数表示的第n次谐波电压的方均根值,n为奇次谐波的次数(3N次谐波除外)。
2.4 断路器的骚扰跳闸
剩余电流断路器(RCCB)是根据相线及中性线中的电流之和来动作的,如果结果不在额定的限度之内时,就将负荷的电源切断。
有下面的两个原因,在出现谐波时骚扰跳闸就会发生。
第一,因为RCCB是机电装置,有时不能准确获得高频分量的和,所以就会误跳闸。
第二,由于有谐波电流的缘故,流过电路的电流会
比计算所得或简单量测的值要大。
大多数的便携式测量仪表并不能读出真实的电流方均根值,相反,它们测到的是平均值,然后假设波形是纯正弦的再乘一个校正系数。
在有谐波时,这样读出的结果可能比真实数值低得多,而这就意味着过电流脱扣被整定在一个十分低的数值上。
真实的方均根值的测量需要一个响应宽频带和精确的高速乘法运算,这直到近似的数字信号处理技术也是难于在廉价的便携式仪表上实现的。
现代便携式仪表可在峰值因数大于3,精度(包括电流互感器)为5%之下测波形。
峰值因数是峰值和方均根值之比,对于正弦波为1.41。
现在剩余电流断路器就成为检测电流方均根值的有实用价值的电器,连同真实的方均根测量,便可提供可靠的工作。
2.5 集肤效应
交流电流趋向于在导体的外表面流动,即众所周知的集肤效应,它在高频方面更为显著。
通常因为集肤效应在电网频率下影响很小而被忽略,但是大约在300Hz 以上(亦即七次谐波及其以上时),集肤效应将应变为显著的而导致附加的损耗和过热。
在有谐波电流的场合,设计者应考虑集肤效应并适当降低电缆的额定容量。
例如采用多芯电缆或分层的母线来克服这个问题。
3 结束语
近年来,产生谐波的设备类型及数量已在急剧增长,并将继续增长。
谐波负荷电流是由所有的非线性负荷所产生的。
例如,开关模式电源,电子荧光灯镇流,调速的传动装置,不间断电源,磁性铁心装置。
了解谐波的产生及对设备造成的影响,为我们消除、减小谐波对人们生产、生活带来的不利影响提供了依据及保证。