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電氣設(shè)備中諧波的影響分析
編輯 時間:2021-07-01
諧波的產(chǎn)生來源
諧波產(chǎn)生的原因是多方面的,因此其來源也相對較多,涉及到的設(shè)備種類也表現(xiàn)出一定的多樣化特征。其中,主要的諧波來源主要包括電網(wǎng)中的變壓器群、工業(yè)用電弧爐、較大的單相電力電子裝置以及種類繁多的整流設(shè)備和交流調(diào)壓設(shè)備等。
諧波的危害分析
諧波在電力系統(tǒng)中的存在相當(dāng)于是電力系統(tǒng)的污染源,污染對象主要是電力系統(tǒng)中電磁環(huán)境。電磁環(huán)境作為電力系統(tǒng)中的重要環(huán)境組成,在諧波不同程度的影響下,會表現(xiàn)出不同的危害性。然而,這種危害性最小也會降低電氣設(shè)備的工作效率,最嚴(yán)重的后果可能會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行受到迫害,電力設(shè)備發(fā)生損壞。對于諧波產(chǎn)生的危害具體包括以下幾個方面:
(1)電氣設(shè)備在諧波作用下不正常升溫,附加損耗過大。雖然諧波電流量與基波電流相比具有較大的差距,但是諧波的存在會使得設(shè)備集膚效應(yīng)加劇,有效電阻在感知集膚效應(yīng)的過程中,電阻值也會增長。對于一些特殊設(shè)備,還會產(chǎn)生較大的渦流損耗和磁滯損耗,比如帶有鐵心的電氣設(shè)備。波形畸變到一定程度形成較大幅度的尖頂波時會使得局部放電強(qiáng)度加劇,在這種高消耗的情況下,很容易降低電氣設(shè)備的使用壽命。
(2)電機(jī)有可能被引發(fā)機(jī)械振動。電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場在受到諧波電流的影響作用下,會產(chǎn)生可以引起電機(jī)發(fā)生振動的脈動轉(zhuǎn)矩。這種振動在受到電機(jī)自然頻率的影響下很容易引發(fā)危害性較大的機(jī)械振動,從而危害到電氣設(shè)備的質(zhì)量,甚至威脅到人們的生命安全。
(3)對計算機(jī)設(shè)備以及其它自動控制裝置產(chǎn)生干擾。一般情況下,自動控制設(shè)備以及其它相關(guān)的自動控制系統(tǒng)均是以正常電流和加載電壓作為設(shè)計依據(jù),當(dāng)諧波產(chǎn)生時,由于自動控制系統(tǒng)并沒有考慮到這一影響因素,從而使其很容易受到干擾,影響其控制功能的發(fā)揮。當(dāng)諧波的污染程度較大時,還有可能改變自動控制系統(tǒng)的操作程序,使其產(chǎn)生錯誤引導(dǎo)。這種影響會嚴(yán)重影響到實際的生產(chǎn)運(yùn)作,甚至引發(fā)不可挽回的安全事故。
諧波產(chǎn)生的原因是多方面的,因此其來源也相對較多,涉及到的設(shè)備種類也表現(xiàn)出一定的多樣化特征。其中,主要的諧波來源主要包括電網(wǎng)中的變壓器群、工業(yè)用電弧爐、較大的單相電力電子裝置以及種類繁多的整流設(shè)備和交流調(diào)壓設(shè)備等。
諧波的危害分析
諧波在電力系統(tǒng)中的存在相當(dāng)于是電力系統(tǒng)的污染源,污染對象主要是電力系統(tǒng)中電磁環(huán)境。電磁環(huán)境作為電力系統(tǒng)中的重要環(huán)境組成,在諧波不同程度的影響下,會表現(xiàn)出不同的危害性。然而,這種危害性最小也會降低電氣設(shè)備的工作效率,最嚴(yán)重的后果可能會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行受到迫害,電力設(shè)備發(fā)生損壞。對于諧波產(chǎn)生的危害具體包括以下幾個方面:
(1)電氣設(shè)備在諧波作用下不正常升溫,附加損耗過大。雖然諧波電流量與基波電流相比具有較大的差距,但是諧波的存在會使得設(shè)備集膚效應(yīng)加劇,有效電阻在感知集膚效應(yīng)的過程中,電阻值也會增長。對于一些特殊設(shè)備,還會產(chǎn)生較大的渦流損耗和磁滯損耗,比如帶有鐵心的電氣設(shè)備。波形畸變到一定程度形成較大幅度的尖頂波時會使得局部放電強(qiáng)度加劇,在這種高消耗的情況下,很容易降低電氣設(shè)備的使用壽命。
(2)電機(jī)有可能被引發(fā)機(jī)械振動。電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場在受到諧波電流的影響作用下,會產(chǎn)生可以引起電機(jī)發(fā)生振動的脈動轉(zhuǎn)矩。這種振動在受到電機(jī)自然頻率的影響下很容易引發(fā)危害性較大的機(jī)械振動,從而危害到電氣設(shè)備的質(zhì)量,甚至威脅到人們的生命安全。
(3)對計算機(jī)設(shè)備以及其它自動控制裝置產(chǎn)生干擾。一般情況下,自動控制設(shè)備以及其它相關(guān)的自動控制系統(tǒng)均是以正常電流和加載電壓作為設(shè)計依據(jù),當(dāng)諧波產(chǎn)生時,由于自動控制系統(tǒng)并沒有考慮到這一影響因素,從而使其很容易受到干擾,影響其控制功能的發(fā)揮。當(dāng)諧波的污染程度較大時,還有可能改變自動控制系統(tǒng)的操作程序,使其產(chǎn)生錯誤引導(dǎo)。這種影響會嚴(yán)重影響到實際的生產(chǎn)運(yùn)作,甚至引發(fā)不可挽回的安全事故。