諧波影響

諧波影響

諧波影響是指諧波對電力設備的影響,在電壓發生畸變的配電網路中,電容器有可能產生諧波諧振諧波放大;加速電容器的老化;導致電容器鼓肚、擊穿或爆炸等現象的發生。

基本介紹

  • 中文名:諧波影響
  • 外文名:Harmonic effect
  • 影響:導致繼電設備的誤動作或拒動
  • 適用範圍:電力設備
  • 原理:加速電容器的老化
諧波對供配電線路的影響,對變壓器的影響,對導體的影響,對感應及同步電動機的影響,對電子設備的影響,諧波影響防護,

諧波對供配電線路的影響

1、導致繼電設備的誤動作或拒動
2、加大中性線電流,降低電網電壓
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。
諧波對用電設備的影響;1、降低電動機的效率,增加附加損耗,嚴重時發生過熱及振動等現象。
2、影響電力檢測儀器的測量準確性。
3、對於低壓開關設備來,可以產生開關設備的誤動作。
4、對弱電系統的干擾。

對變壓器的影響

對變壓器而言,諧波電流可導致銅損和雜散損增加,諧波電壓則會增加鐵損。與純正基本波運行的正弦電流和電壓相較,諧波對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,進而導致變壓器的基波負載容量下降。而當你為非線性負載選擇正確的變壓器額定容量時,應考慮足夠的降載因子,以確保變壓器溫升在允許的範圍內。還應注意的是用戶由於諧波所造成的額外損失將按所消耗的能量(仟瓦一小時)反應在電費上,而且諧波也會導致變壓器噪聲增加。

對導體的影響

在導體中非正弦波電流所產生的熱量與俱有相同均方根值的純正弦波電流相較,則非正弦波會有較高的熱量。該額外溫升是由眾所周知的集膚效應和鄰近效應所引起的,而這兩種現象取決於頻率及導體的尺寸和間隔。這兩種效應如同增加導體交流電阻,進而導致I2Rac損耗增加。

對感應及同步電動機的影響

諧波電流和電壓對感應及同步電動機所造成的主要效應為在諧波頻率下鐵損和銅損的增加所引起之額外溫升。這些額外損失將導致電動機效率降低,並影響轉矩。當設備負荷對電動機轉矩的變動較敏感時,其扭動轉矩的輸出將影響所生產產品的質量。例如: 人造纖維紡織業和一些金屬加工業。
對於旋轉電機設備,與正弦磁化相比,諧波會增加噪音量。像五次和七次這種諧波源,在發電機或電動機負載系統上,可產生六次諧波頻率的機械振動。機械振動是由振動的扭矩引起的,而扭矩的振動則是由諧波電流和基波頻率磁場所造成,如果機械諧振頻率與電氣勵磁頻率重合,會發生共振進而產生很高的機械應力,導致機械損壞的危險。

對電子設備的影響

電力電子設備對供電電壓的諧波畸變很敏感,這種設備常常須靠電壓波形的過零點或其它電壓波形取得同步運行。電壓諧波畸變可導致電壓過零點漂移或改變一個相間電壓高於另一個相間電壓的位置點。這兩點對於不同類型的電力電子電路控制是至關重要的。控制系統對這兩點(電壓過零點與電壓位置點)的判斷錯誤可導致控制系統失控。而電力與通訊線路之間的感性或容性耦合亦可能造成對通訊設備的干擾。
計算器和一些其它電子設備,如可編過程控制器(PLC),通常要求總諧波電壓畸變率(THD)小於5%,且個別諧波電壓畸變率低於3%,較高的畸變數可導致控制設備誤動作,進而造成生產或運行中斷,導致較大的生產責任事故。

諧波影響防護

像其它設備一樣,諧波電流也會引起開關之額外損失,並提高溫升使基波電流承載能力降低。溫升的提高對某些絕緣組件而言會降低其使用壽命。舊式低壓斷路器之固態跳脫裝置,系根據電流峰值來動作,而此種型式之跳脫裝置會因饋線供電給非線性負載而導致不正常跳閘。新型跳脫裝置則根據電流的有效值(RMS)而動作。
保護繼電器對波形畸變之回響很大程度取決於所採用的檢測方法。沒有通用的準則能用來描述諧波對各種繼電器的影響。

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