電流諧波對電網(wǎng)的影響

　　諧波污染對電網(wǎng)的影響主要表現(xiàn)在：

　?。?）造成電網(wǎng)的功率損耗增加、設(shè)備壽命縮短、接地保護(hù)功能失常、遙控功能失常、線路和設(shè)備過熱燈，特別是三次諧波會產(chǎn)生非常打的中性線電流，使得配電變壓器的零線電流甚至超過相線電流值，造成設(shè)備的不安全運(yùn)行。諧波對電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性的影響還表現(xiàn)在可能引起電網(wǎng)發(fā)生諧振、使正常的供電中斷、事故擴(kuò)大、電網(wǎng)解裂燈。

　?。?）引起變電站局部的并聯(lián)或串聯(lián)諧振，造成電壓互感器燈設(shè)備損壞；造成變電站系統(tǒng)中的設(shè)備和元件產(chǎn)生附加的諧波損耗，引起電力變壓器、電力電纜、電動機(jī)等設(shè)備發(fā)熱，電容器損壞，并加速絕緣材料的老化；造成斷路器電弧熄滅時(shí)間的延長，影響斷路器的開斷容器；造成電子元器件的繼電保護(hù)或自動裝置誤動作；影響電子儀表和通信系統(tǒng)的正常工作，降低通信質(zhì)量；增大附加磁場的干擾等。

　　諧波對電力電容器有哪些影響？

　　當(dāng)配電系統(tǒng)非線性用電負(fù)荷比重較大，并聯(lián)電容器組投入時(shí)，一方面由于電容器組的諧波阻抗小，注入電容器組的諧波電流打，使電容器過負(fù)荷而嚴(yán)重影響其使用壽命，另一方面當(dāng)電容器組的諧波容抗與系統(tǒng)等效諧波感相等而發(fā)生諧振時(shí)，引起電容器諧波電流嚴(yán)重放大使電容器過熱而導(dǎo)致?lián)p壞。因此，電壓諧波和電流諧波超標(biāo)，都會使電容器的工作電流增大和出現(xiàn)異常，例如，對于常用自愈式并聯(lián)電容器，其允許過電流倍數(shù)是1.3倍額定電流，當(dāng)電容器的電流超過這一限制時(shí)，將會造成電容器的損壞增加、發(fā)熱異常、絕緣加速老化而導(dǎo)致使用壽命降低，甚至造成損壞事故。同時(shí)，諧波使工頻正弦波形發(fā)生畸變，產(chǎn)生鋸齒狀尖頂波，易在絕緣介質(zhì)中引發(fā)局部放電，長時(shí)間的局部放電也會加速絕緣介質(zhì)的老化、自愈性能下降，而容易導(dǎo)致電容器損壞。

　　按照電力系統(tǒng)諧波管理規(guī)定，電網(wǎng)中任何一點(diǎn)電壓正弦波的畸變率（歌詞諧波電壓有效值的均方根與基波電壓有效值的百分比），均不得超過表2－5規(guī)定。 表2－5 電網(wǎng)電壓正弦波形畸變極限值

　　用戶供電電壓（kV） 總電壓正弦波形畸變率極限值 各奇、偶次諧波電壓正弦波形畸變率極限之（％） 0.38 5 4 2

　　6或10 4 3 1.75 35或63 3 2 1 110 1.5 1 0.5

　　諧波對電力變壓器有哪些影響？

　?。?）諧波電流使變壓器的銅耗增加，引起局部過熱，振動，噪聲增大，繞組附加發(fā)熱等。

　?。?）諧波電壓引起的附加損耗使變壓器的磁滯及渦流損耗增加，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行電壓偏高或三相不對稱時(shí)，勵(lì)磁電流中的諧波分量增加，絕緣材料承受的電氣應(yīng)力增大，影響絕緣的局部放電和介質(zhì)增大。對三角形連接的繞組，零序性諧波在繞組內(nèi)形成換流，使繞組溫度升高。

　?。?）變壓器勵(lì)磁電流中含諧波電流，引起合閘涌流中諧波電流過大，這種諧波電流在發(fā)生諧振時(shí)的條件下對變壓器的安全運(yùn)行將造成威脅。

　　諧波對電力避雷器有哪些影響？

　　變電站大容量、高電壓的變壓器由于合閘涌流的過程時(shí)間比較長，能夠延續(xù)數(shù)秒或更長的時(shí)間，有時(shí)還會引起諧振過電壓，并使相關(guān)避雷器的放電時(shí)間過長而受到損壞。這一問題對選擇保護(hù)高壓濾波器中電感或電容元件用的避雷器參數(shù)帶來較大的困難。

　　諧波對輸電線路有哪些影響？

　?。?）諧波污染增加了輸電線路的損耗。輸電線路中的諧波電流加上集膚效應(yīng)的影響，將產(chǎn)生附加損耗，使得輸電線路損耗增加。特別是在電力系統(tǒng)三相不對稱運(yùn)行時(shí)，對中性點(diǎn)直接接地的供電系統(tǒng)線損的增加尤為顯著。

　?。?）諧波污染增大了中性線電流，引起中性點(diǎn)漂移。在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，零序電流和零序性的諧波電流（3次，6次、9次……）不僅會引起中性線電流大大增加，造成過負(fù)荷發(fā)熱，使損耗增加，而且產(chǎn)生壓降，引起零電位漂移，降低了供電的電能質(zhì)量。

　　諧波對電力電纜有哪些影響？

　　諧波污染將會使電纜的介質(zhì)損耗、輸電損耗增大，泄漏電流上升，溫升增大及干式電纜的局部放電增加，引發(fā)單相接地故障的可能性增加。

　　由于電力電纜的分布電容對諧波電流有放大作用，在系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)，系統(tǒng)電壓上升，諧波電壓也相應(yīng)升高。電纜的額定電壓等級越高，諧波引起電纜介質(zhì)不穩(wěn)定的危險(xiǎn)性越大，更容易發(fā)生故障。

　　諧波對電力系統(tǒng)其他運(yùn)行設(shè)備有哪些影響？

　　（1）對同步發(fā)電機(jī)的影響。用戶的負(fù)序電流和諧波電流注入系統(tǒng)內(nèi)的同步發(fā)動機(jī)，將產(chǎn)生附加損耗，引起發(fā)電機(jī)局部發(fā)熱，降低絕緣強(qiáng)度。同時(shí)，由于輸出的電壓波形中產(chǎn)生附加諧波分量，使負(fù)載的同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生扭振，降低其工作壽命。

　　（2）對斷路器的影響。諧波會使某些斷路器的磁吹線圈不能正常工作，斷路器的遮斷能力降低，不能遮斷波形畸變率超過一定限值的故障電流，對中壓斷路器截?cái)嚯姼须娏鲿r(shí)可能發(fā)生諧頻涌波電壓和重燃現(xiàn)象，導(dǎo)致斷路器觸頭燒損。

　?。?）對消弧線圈的影響。當(dāng)電網(wǎng)諧波成分較大時(shí)，發(fā)生單相接地故障，消弧線圈對諧波電流將可能不起作用，在接地點(diǎn)得不到的補(bǔ)償，從而引發(fā)系統(tǒng)的故障擴(kuò)大。 （4）對載波通信的影響。高諧波含量對電力載波通信的干擾主要表現(xiàn)在語音通信過程中產(chǎn)生噪聲，數(shù)據(jù)傳輸失真，降低EMS、DAS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠性，造成集中