諧波是指對周期性非正弦交流量進行(xíng)傅裏葉級數(shù)分解所得(de)到的大(dà)于基波頻率整數(shù)倍的各次分量,通(tōng)常稱為(wèi)高(gāo)次諧波,而基波是指其頻率與工頻(50Hz)相同的分量。高(gāo)次諧波的幹擾是當前電(diàn)力系統中影(yǐng)響電(diàn)能質量的一大(dà)“公害”,亟待采取對策。
電(diàn)力諧波,由于交流電(diàn)網有(yǒu)效分量為(wèi)工頻單一頻率,因此任何與工頻頻率不同的成分都可(kě)以稱之為(wèi)諧波。由于正弦電(diàn)壓加壓于非線性負載,基波電(diàn)流發生(shēng)畸變産生(shēng)諧波。主要非線性負載有(yǒu)UPS、開(kāi)關電(diàn)源、整流器(qì)、變頻器(qì)、逆變器(qì)等。
電(diàn)力系統中諧波的來(lái)源
電(diàn)力系統中的諧波來(lái)自電(diàn)氣設備,也就是說來(lái)自發電(diàn)設備和(hé)用電(diàn)設備。由于發電(diàn)機的轉子産生(shēng)的磁場(chǎng)不可(kě)能是完善的正弦波,因此發電(diàn)機發出的電(diàn)壓波形不可(kě)能是一點不失真的正弦波。目前我國應用的發電(diàn)機有(yǒu)兩大(dà)類:隐極機和(hé)凸極機。隐極機多(duō)用于汽輪發電(diàn)機,凸極機多(duō)用于水(shuǐ)輪發電(diàn)機。
諧波對電(diàn)力系統的危害
諧波對電(diàn)力系統的危害是比較嚴重的,主要體(tǐ)現在:
(1)部分供電(diàn)線路的損耗由諧波引起。由于集膚效應和(hé)鄰近效應,使線路電(diàn)阻随頻率增加而提高(gāo),造成電(diàn)能的損失和(hé)浪費;諧波電(diàn)流可(kě)能造成線路過載過熱,損害導體(tǐ)絕緣,同時(shí)高(gāo)頻諧波可(kě)能造成集膚效應降低(dī)電(diàn)纜的載流能力。
(2)諧波影(yǐng)響各種電(diàn)氣設備的正常工作(zuò)。諧波電(diàn)流的存在導緻電(diàn)力變壓器(qì)産生(shēng)附加的損耗,從而引起過載、過熱,加速了絕緣介質的老化,導緻絕緣損壞。正序和(hé)負序諧波電(diàn)流在旋轉電(diàn)動機定子中分别形成正向和(hé)反向旋轉磁場(chǎng),導緻電(diàn)動機效率降低(dī),發熱增加。
而正序和(hé)負序諧波電(diàn)流在同步電(diàn)動機的轉子中分别形成正向和(hé)反向旋轉磁場(chǎng),造成局部發熱,縮短(duǎn)其使用壽命。
(3)諧波電(diàn)流不但(dàn)會(huì)使電(diàn)子電(diàn)氣設備出現較大(dà)的誤差,甚至引起電(diàn)子電(diàn)氣設備的失靈。諧波電(diàn)流及諧波電(diàn)壓影(yǐng)響通(tōng)訊及通(tōng)信設備一般通(tōng)過磁感應、電(diàn)容耦合、電(diàn)感應及電(diàn)氣傳導等方式, 磁感應、電(diàn)氣傳導、電(diàn)感應及電(diàn)容耦合等方式對低(dī)頻信号影(yǐng)響更大(dà)。
例如變流器(qì)等電(diàn)氣設備在換相時(shí)注入的高(gāo)壓脈沖含有(yǒu)較高(gāo)的諧波頻率,甚至可(kě)以達到1MHz,這些(xiē)諧波頻率将會(huì)影(yǐng)響通(tōng)信設備、通(tōng)信線路的正常工作(zuò),從而導緻通(tōng)信系統處于癱瘓的狀态。
(4)使電(diàn)力電(diàn)容器(qì)産生(shēng)發熱、噪聲、鼓肚、擊穿以及絕緣壽命縮短(duǎn)等危害。對諧波頻率比較敏感的電(diàn)力電(diàn)容器(qì),因其自身的容性阻抗特性,以及頻率與容抗成反比的特性,使得(de)諧波電(diàn)流容易被電(diàn)力電(diàn)容器(qì)吸收從而引起電(diàn)容器(qì)發熱過載。
此外,基波電(diàn)壓與諧波電(diàn)壓疊加時(shí)使電(diàn)壓波形增多(duō)了起伏,傾向于增多(duō)每個(gè)周期中局部放電(diàn)的次數(shù),相應地增加了每個(gè)周期中局部放電(diàn)次數(shù)的功率,使電(diàn)力電(diàn)容器(qì)産生(shēng)發熱、噪聲、鼓肚、擊穿以及絕緣壽命縮短(duǎn)等危害。