谐波对电力系统设备的影响

谐波对电力系统设备的影响一、谐波对电力变压器的哪些影响?1、谐波电流使变压器的铜耗增加，引起局部过热、振动、噪声增大、绕组附加发热等。2、谐波电压引起的附加损耗使变压器的磁滞及涡流损耗增加，当系统运行电压偏高或三相不对称时，励磁电流中的谐波分量增加，绝缘材料承受的电气应力增大，影响绝缘的局部放电的介质增大。对三角形连接的绕组，零序性谐波在绕组内形成环流，使绕组温度升高。3、变压器励磁电流中含谐波电流，引起合闸涌流中谐波电流过大，这种谐波电流在发生谐振时的条件下对变压器的安全运行将造成威胁。二、谐波对电力避雷器有哪些影响?变电站大容量，高电压的变压器由于合闸涌流的过程时间比较长，能够延续数秒或更长的时间，有时还会引起谐振过电压，并使相关避雷器的放电时间过长而受到损坏。这一问题对选择保护高压滤波器中电感或电容用的避雷器参数带来较大的困难。三、谐波对输电线路有哪些影响?1、谐波污染增加了输电线路的损耗。输电线路中的谐波电流加上集肤效应的影响将产生附加损耗，使得输电线路损耗增加。特别是在电力系统三相不对称运行时，对中性点直接接地的供电系统线损的增加龙为显著。2、谐波污染增大了中性线电流，引起中性点漂移。在低压配电网络中，零序电流的零序的谐波电流(3次、6次、9次……)不仅会引起中性线电流大大增加，造成过负荷发热，使损耗增加，而且产生压降，引起零电位漂移降低了供电的电能质量。四、谐波对电力电容器有哪些影响当配电系统非线性用电负荷比重较大，并联电容器组投入时，一方面由于电容器组的谐波阻抗小，注入电容器组的谐波电流大，使电容器负荷而严重影响其使用寿命，另一方面当电容器组的谐波容抗与系统等效谐波感抗相等而发生谐振时，引起电容器谐波电流严重放大使电容器过热而损坏。因此，电压谐波和电流谐波超标都会使电容器的工作电流增大日出现异常，例如：对于常用自愈试并联电容器，其允许过电流倍数是1.3倍频定电流，当电容器的电流超过这一限值时，将会造成损坏事故。同时，谐波使工频正弦波形发生畸变，产生锯齿状尖顶波，易在绝缘介质中引发局部放电，长时间的局部放电也会加速绝缘介质的老化，自愈性能下降，而容易导致电容器损坏。五、谐波对电力电缆有哪些影响?谐波污染将会使电缆的介质损耗，输电损耗增大，泄漏电流上升，温升增大及干式电缆的局部放电增加，引起单相接地故障的可能性增加。由于电力电缆的分布电容对谐波电流有放大作用，在系统负荷低谷时，系统电压上升，谐波电压也相应升高。电缆的额定电压等级越高，谐波引起电缆介质不稳定的危险性越大，更容易发生故障。六、谐波对电力系统其他运行设备有哪些影响?1、对同步发电机的影响：用户的负序电流和谐波电流注入系统内的同步发动机，将产生附加损耗，引起发电机局部发热，降低绝缘强度。同时，由于输出的电压波形中产生附加谐波分量，使负载的同步发电机转子发生扭振，降低其工作寿命。2、对断路器的影响：谐波会使些断路器的磁吸线圈不能工作，断路器的遮断能力降低，不能遮断波形畸变超过一定限值的故障电流，对中压断路器截断电感电流时可能发生谐频涌波电压的重燃现象，导致断路器触头烧损。3、对消弧线圈的影响：当电网谐波成分较大时，发生单相接地故障，消弧线圈电感电流将可能不起作用，在接地点得不到的补偿，从而引发系统故障扩大。4、对载波通信的影响：高谐波含量对电力载波通信的干扰主要表现在语音通信过程中产生噪声，数据传输失真，降低EMS、DAS实时数据的真实可靠性，造成集中抄表系统中数据出错等故障。七、谐波对继电保护及自动装置有哪些影响?1、对继电保护及自动装置运行环境的影响(1)在谐波严重超标的电弧炉负荷，电气化铁路等谐波含量大的局部电网中会受到影响。(2)频繁出现变压器严重涌流且涌流衰减缓慢的变电站会受到涌流产生谐波的干扰。(3)在系统因短路容量太小而可能出现较大谐波电压影响的场所会受到影响。(4)在易发生谐波谐振的配电系统、输电系统、变电站网架附近会受到影响。(5)在谐波受到电容器组或其他原因而被放大严重的网络附近会受到影响。2、继电保护及自动装置利用的启动量小利用负序电流或电压，零序电流或电压，差动电流或电压启动会受到谐波的影响。其中利用负序量启动的对谐波的敏感性最大。3、继电器或启动元件本身对谐波敏感(1)晶体管或集成电路保护装置的动作量非常小和动作时间非常少，因此它的启动数据容易受到谐波影响而出现较大的误差。(2)利用信号过零取样的控制系统及利用数据过零点的数字式继电器或微机保护，都会受到谐波的影响和干扰。八、谐波对继电保护整定有哪些影响?继电保护正常运行中，当电源谐波分量较高时，可能会引起过电压保护，过电流保护的误动作。当三相严重不对称时，在正序性谐波含量较高的情况下，可能对负序滤波器为启动元件的保护装置产生干扰，而引起误动。如某地电气化铁路通车后，曾发生过由于牵引变电所注入系统大量的谐波的负序电流，引起供电系统电能质量指标严重恶化，多次造成发电机的负序电流保护误动，主变压器的过电流保护装置误动，线路的距离保护振荡闭锁装置误动，高频保护收发讯机误动，母线差动保护误动的故障滤波器误动的事。近年来，微机保护装置的大规模使用，使信号中的谐波干扰既可能引起测量误差，又可能对装置关键处理模块的正常工作产生干扰，从而引起保护装置误动或拒动。如上海宝钢就发生过因电弧炉产生谐波的影响，造成谐波电流对数字型差动保护产生干扰，使差动保护动作跳闸的事故。九、谐波电流对数字型差动保护有哪些影响?数字型差动保护装置整定简单，动作时间快，功能强，因此目前得到了普遍的推广，应用，但在电能质量较差的条件下会发生，由于电流波形畸变而出现误动作的可能。十、谐波对电能计量有哪些影响?通过对感应型电能表的电子型电能计量准确的频率响应进行测试和分析，谐波对电能计量的准确度存在着一定的影响。十一、负荷侧的谐波污染对电网有哪些影响?近年来用户端大量非线性负荷的应用正成为电能质量污染甚至恶化的重要因数。从低压小容量家用电器的集群应用，到高压大容量的工业交直流变换装置中存在的各种静止变流器等，都是电能质量的污染源。各种静止变流器是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形的畸变。大型电弧设备，如电弧炉、弧焊设备等也成为重要的冲击源和谐波源。十二、谐波对电力用户有哪些影响?用电设备对系统的电源的污染会影响用电设备自身的可靠性。使用电能质量污染的电源、用电设备又可能成为新的污染源，而危害电力系统和其他用户设备。可能产生的影响包括：对用户电动机产后影响，对用户补偿电容产生影响，对用户自动控制装置产生影响，对居民生活产生影响，对用电安全造成威胁。另外，还包括对电信通讯造成影响，对广播、电视机精密制造工业造成干扰影响，这类干扰的影响有些表现在差模干扰的共模干扰，差模干扰是工频及长线传输分布电容的相互干扰，共模干扰是引起回路对电位发生变化的干扰，是造成微机控制单元工作不正常的主要大原因。十三、谐波对用户电动机运行有哪些影响?谐波电流通过交流电动机，使谐波附加损耗增加，引起电动机过热，机械振动和噪声增大。当三相电压不对称时，定子绕组上产生负序电流，并励磁产生负序旋转磁场，该制动磁场降低了电机的最大转矩的过载能力，增加铜损，并且负序过电流可以将电机定子绕组烧毁。负序性的谐波分量(5次、7次、11次……)对电机的影响与负序过电压的效果一样。当产生电压波动的主要低频分量与电机机械振动的固有频率一致时，诱发谐振，会使电动机造成损坏。十四、谐波对用户补偿电容器有哪些影响?电网无功配置容量电容器所占比例最大，其中用户电容器约占全部电容器的2/3。这部分电容器的设计大多只考虑无功补偿量，不考虑装设点电能质量的实际污染情况，因此，运行点电能质量指标低时，常造成一些事故，如补偿装置投不上，电容器使用寿命降低，电容器保护熔丝熔断，甚至发生串联谐振引起电容器的谐波过电压与过电流，导致电容器暴炸等。另外用户电容器的管理目前仍按平均功率因数进行考核，电容器很少按电网实际情况投切，甚至只投不切，无形中使用电网电压失去了应有的调节程度，使电压偏差等电能质量指标难以控制。十五、谐波对用户自动控制装置有哪些影响?随着数字控制技术的大规模使用，很多精密负载对电能质量指标提出了更高的要求。电能质量污染对这类设备的危害主要三个方面，即在设备的检测模块中引起入畸变量，干扰正常的分析计算，导致错误的输出结果。另外还会对设备的硬件、如精密电机、开关电源等造成不可逆转的损坏。干扰负载的保护回路造成误动作等。十六、谐波对居民生活用电有哪些影响?谐波引起电压波动的闪变产生脉冲磁场，使用电设备受到高能量冲击。(1)最直观的感觉就是引起照明灯光的电视画面忽明忽暗的闪烁，造成视觉疲劳(2)引起冰箱、空调的压缩机承受冲击应力，产生振动，降低使用寿命。(3)影响有线电视、广播的信号正常传输，可能通过电磁感应的辐射造成干扰影响(4)引起电能计量误差，造成不必要的电费损失等。十七、谐波对用电安全有哪些影响?(1)火灾影响(2)设备影响(3)通信影响电能质量对计算机系统有哪些影响?计算机系统的用电负荷一般只占整个建筑物用电负荷的一小部分。在大多情况，民用建筑物内动力的照明负荷都是共用同一变压器低压电源同一段低压配电线路，因此，计算机系统会受到电能质量的影响的干扰。计算机系统受电源影响的因数包括：(1)电压波动的影响。(2)非线性负荷的影响。(3)操作过电压的暂态过电压的影响。(4)瞬变失电的影响。