諧波是指頻率為(wei) 基波頻率整數倍的一種正弦波。它是由於(yu) 電網存在非線性元件和非線性負載,使得電網的電壓或電流的波形不僅(jin) 僅(jin) 是頻率為(wei) 50Hz的正弦波(又稱基波),還含有與(yu) 基波頻率(50Hz)成整數倍和分數倍頻率的其他正弦波。這些正弦波就稱為(wei) 電網的諧波。其中頻率高於(yu) 基波頻率的諧波叫高次諧波。對諸波頻率為(wei) 基波頻率的分數倍時,稱為(wei) 分數諧波或間諧波,電力係統中的諧波主要是高次諧波。
電力係統產(chan) 生諧波的原因,主要在於(yu) 電力係統中存在著各種非線性元件(如帶鐵芯的變壓器、發電機、電動機等)和非線性負載如電弧爐、大功率整流設備等),當電力係統向非線性設備及負荷供電時,這些設備在傳(chuan) 遞(如變壓器)、變換(如交直流換流器)吸收(如電弧爐)係統發電機所供給的基波能量的同時,又把部分非正弦波反送電力係統,使電力係統的電壓正弦波發生畸變,形成一係列不同頻率和振幅的諧波。
諧波對電力係統的影響主要表現在以下幾方麵:
①諧波電流通過變壓器,可使變壓器的鐵芯損耗明顯增加,從(cong) 而使變壓器出現過熱,縮短使用壽命;
②諧波電流通過交流電動機,不僅(jin) 會(hui) 使電動機鐵芯損耗明顯增加,而且還使電動機轉子發生振動現象,嚴(yan) 重影響機械加工產(chan) 品質量;
③諧波對電容器的影響更為(wei) 突出,含有高次諧波的電壓加在電容器兩(liang) 端時,由於(yu) 電容器對高次諧波的阻抗很小,所以電容器很易發生過負荷以致損壞;
④諧波電流可使電力線路的電能損耗增加;
⑤諧波可引起電力係統發生電壓諧振,從(cong) 而在線路上產(chan) 生過電壓,有可能擊穿線路設備的絕緣;
⑥諧波使係統的繼電保護和自動裝置發生誤動作;
⑦諧波增大附加磁場幹擾影響電子儀(yi) 表和通訊係統的正常工作,降低通訊質量。
對於(yu) 用戶使用的電力變壓器,用戶一般要求比較高的情況下,另外購置“諧波抑製器”,現在國內(nei) 生產(chan) 廠家很多,根據功率來配套電力變壓器。用以“抑製”諧波,使投入的無功補償(chang) 電容器回路不與(yu) 係統產(chan) 生“諧振”,在投切過程中不產(chan) 生“合閘湧流”,保護電容器運行安全。
對於(yu) 諧波幹擾較高,配置的諧波抑製器又不起作用時,得需要采用在負載輸入側(ce) 串聯電抗器的方法。
對於(yu) 諧波含量高,且係統中的諧波含量已超出了國標的限額,用“抑製”已無法解決(jue) 問題時,就要毫不猶豫地采用濾波的手段,針對某一次或某幾次大含量的諧波進行“濾除”,這就是當前人們(men) 說到的多重“濾波”了。濾除諧波,以保證係統中的諧波含量低於(yu) 國標的限額,即同時能保證係統平安運行。濾除諧波的手段很多,可以使用有源濾波裝置,也可以使用無源濾波裝置,這要看用戶對供電質量的要求而定。
隻要對用戶的設備影響不大,濾除部分諧波,能提高無功就行了,但有的用戶對用電質量的要求較高,一般而言,由計算機控製的單位,其對電能質量的要求就較高些。
對於(yu) 小功率精密設備或對諧波更為(wei) 敏感的產(chan) 品,如:精密設備、電腦、plc、傳(chuan) 感器、無線設備的保護。可以使用諧波保護器,它能吸收各種頻率、各種能量的諧波幹擾,將諧波消除在發生源,自動消除對用電設備產(chan) 生的隨機高次諧波和高頻噪聲、脈衝(chong) 尖峰、電湧等幹擾。通過該智能諧波保護器能夠淨化電源、保護用電設備和功率因數補償(chang) 設備、防止保護裝置的誤跳閘,從(cong) 而保護設備安全、高效地運行。