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谐波电流对电力设备有哪些危害
2021-11-26

在电力设备中如果存在谐波电流,一般会产生哪些危害,比常对电力变压器的危害,对低压开关设备的危害究竟有哪些,本文总结了电力谐波的几大危害,一起来了解下。


谐波电流对电力设备的危害

1、对电力变压器的危害


谐波使变压器的铜耗增大,其中包括电阻损耗、导体中的涡流损耗与导体外线路感抗与系统串联,提高功率因数用的电容器及线路的容抗与系统并联,在一定数值的电感与电容下可能发生谐振, 对用电设备的危害 对电动机的危害


谐波对异步电动机的影响,主要是增加电动机的附加损耗,降低效率,严重时使电动机过热,尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场,形成与电动机旋转方向相反的转矩,起制动作用,从而减少电动机的出力,另外电动机中的谐波电流,当频率接近某零件的固有频率时还会使电动机产生机械振动,发出很大的噪声。


串联谐振

2、对低压开关设备的危害


对于配电用断路器来说,全电磁型的断路器易受谐波电流的影响使铁耗增大而发热,同时由于对电磁铁的影响与涡流影响使脱扣困难,且谐波次数越高影响越大。热磁型的断路器,由于导体的集肤次应与铁耗增加而引起发热,使得额定电流降低与脱扣电流降低。电子型的断路器,谐波也要使其额定电流降低,尤其是检测峰值的电子断路器,额定电流降低得更多。


可知,上述三种配电断路器都可能因谐波产生误动作。


对于漏电断路器来说,由于谐波汇漏电流的作用,可能使断路器异常发热,出现误动作或不动作,对于电磁接角器来说,谐波电流使磁体部件温升增大,影响接点,线圈温度升高使额定电流降低,对于热继电器来说,因受谐波电流的影响也要使额定电流降低,在工作中它们都有可能造成误动作, 对弱电系统设备的干扰


对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱电设备,电力系统中的谐波通过电磁感应、静电感应与传导方式耦合到这些系统中,产生干扰,其中电感应与静电感应的耦合强度与干扰频率成正比,传导则通过公共接地耦合,有大量不平衡电流流入接地极,从而干扰弱电系统, 影响电力测量的准确性


目前采用的电力测量仪表中有磁电型和感应型,它们受谐波的影响较大,特别是电能表(多采用感应型),当谐波较大时将产生计量混乱,测量不准确, 谐波对人体有影响


从人体生理学来说,人体细胞在受到刺激兴奋时,会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转,其频率如果与谐波频率相接近,电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场。


电力谐波的主要危害:


1、引起串联谐振及并联谐振,放大谐波,造成危险的过电压或过电流。


2、产生谐波损耗,使发、变电和用电设备效率降低。


3、加速电气设备绝缘老化,使其容易击穿,从而缩短它们的使用寿命。


4、使设备(如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等)运转不正常或不能正确操作。


5、干扰通讯系统,降低信号的传输质量,破坏信号的正确传递,甚至损坏通信设备。


总结:


当电网存在谐波时,投入电容器后端电压增大,增大了通过电容器的电流,使电容器损耗功率增加。


对于膜纸复合介质电容器,虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1,38倍。对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1,43倍。


但是,如果谐波含量较高,超出电容器允许条件,就会使电容器过电流和过负荷,损耗功率超过上述值,使电容器异常发热,在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。


尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时,还可能使电网的谐波加剧,即产生谐波扩大现象。


另外,谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形,尖顶电压波易在介质中诱发局部放电,且由于电压变化率大,局部放电强度大,对绝缘介质更能起到加速老化的作用,从而缩短电容器的使用寿命。


一般来说,电压每升高10%,电容器的寿命就要缩短1/2左右,再者,在谐波严重的情况下,还会使电容器鼓肚、击穿或爆炸。


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