高次谐波产生的原因、危害和抑制的措施

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1、维普资讯http://www.cqvip.coml2甘肃电力技术高次谐波产生的原因、危害和抑制的措施李明(兰州电力高级技工学校甘肃省兰州市730046)【摘要】随着电力电子技术的飞速发展，各种新型用电设备越来越多地问世和使用，高次谐波的影响越来越严重。电力系统受到谐波污染后，轻则影响系统的运行效率，重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。因此，研究和分析高次谐波具有重要的现实意义。【关键词】高次谐波产生原因危害状况抑制措施1谐波产生的原因电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。如：民用配电系统中

2、的中性线，由于荧电力系统中，谐波主要是由冶金、化工、电气光灯、调光灯、计算机等负载，会产生大量的奇次化铁路及其他行业的换流设备、非线性用电设备产谐波，其中3次谐波的含量较多，可达4096；三相配生的，它们向公用电网注入谐波电流，在公用电网电线路中，相线上的3的整数倍谐波在中性线上会中产生谐波电压，在电网阻抗下产生谐波压降叠加叠加，使中性线的电流值可能超过相线上的电流；到电网基波上，引起电网电压波形畸变。供电系统另外，相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次中谐波的发生主要是由两大因素造成的：谐波的有功功率与

3、无功功率，从而降低电网电压，1)可控硅整流装置和调压装置等的广泛使用，浪费电网的容量。晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种非线2．2对电力设备的危害性负荷的增加导致波形畸变。2．2．1对电容器的危害2)设备设计思想的改变。过去倾向于采用在当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增额定情况以下工作或裕量较大的设计，现在为了竞大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗争，对电工设备倾向于采用在临界情况下的设计。功率增加。如果谐波含量较高，超出电容器允许条件，2谐波在电力系统中的危害就会使电容器过电流和过负

4、荷，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。2．1对供配电线路的危害另外，谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形，2．1．1影响线路的稳定运行尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予加速老化的作用，从而缩短电容器的使用寿命。一以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备的般来说，电压每升高10％，电容器的寿命就要缩短安全。但由于电磁式继电器与感应式继电器对10％1

5、／2左右。再者，在谐波严重的情况下，还会使电容以下含量高达4096时又导致继电保护误动作，因而在器鼓肚、击穿或爆炸。谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。晶体管2．2．2对电力变压器的危害继电器虽然具有许多优点，但由于采用了整流取样谐波使变压器的铜耗增大，其中包括电阻损耗、电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。这样，导体中的涡流损耗与导体外部因漏磁通引起的杂散谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。损耗都要增加。谐波还使变压器的铁耗增大，这主2．1．2影响电网的质量要表现在铁心中的磁滞损耗增加，谐波使电

6、压的波维普资讯http://www.cqvip.com高次谐波产生的原因、危害和抑制的措施l3形变得越差，则磁滞损耗越大。同时由于以上两方生干扰。其中电感应与静电感应的耦合强度与干扰面的损耗增加，因此要减少变压器的实际使用容量，频率成正比，传导则通过公共接地耦合，有大量不或者说在选择变压器额定容量时需要考虑留出电网平衡电流流入接地极，从而干扰弱电系统。中的谐波含量。除此之外，谐波还导致变压器噪声2．3．4影响电力测量的准确性增大。变压器的振动噪声主要是由于铁心的磁致伸目前采用的电力测量仪表中有磁电型和感应

7、缩引起的，随着谐波次数的增加，振动频率在lkHz型，它们受谐波的影响较大。特别是电能表(多采左右的成分使混杂噪声增加，有时还发出金属声。用感应型)，当谐波较大时将产生计量混乱，测量不2．2．3对电力电缆的危害准确。由于谐波次数高频率上升，再加之电缆导体截2．4谐波对人体的影响面积越大趋肤效应越明显，从而导致导体的交流电从人体生理学来说，人体细胞在受到刺激兴奋阻增大，使得电缆的允许通过电流减小。另外，电时，会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或缆的电阻、系统母线侧及线路感抗与系统串联，提可逆翻转，其频率如

8、果与谐波频率相接近，电网谐高功率因数用的电容器及线路的容抗与系统并联，波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场。在一定数值的电感与电容下可能发生谐振。3电力系统抑制谐波的措施2．3对用电设备的危害2．3．1对电动机的危害为了把谐波对电力系统的干扰(污染)限制在谐波对异步电动机的影响，主要是增加电动机系统可以接受的范围内，我国和国际上分别颁布了的附加损耗，降低效率，严重时使电动机过热。尤《电力系统谐波管理暂行规定》和“IEC标