諧波對電力變壓器的影響

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

2、 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，當系統運行電壓偏高或三相不對稱(chēng)時(shí)，勵磁電流中的諧波分量增加，絕緣材料承受的電氣應力增大，影響絕緣的局部放電的介質(zhì)增大。對三角形連接的繞組，零序性諧波在繞組內形成環(huán)流，使繞組溫度升高。

3、 變壓器勵磁電流中含諧波電流，引起合閘涌流中諧波電流過(guò)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行將造成威脅。

諧波對電力避雷器的影響

變電站大容量，高電壓的變壓器由于合閘涌流的過(guò)程時(shí)間比較長(cháng)，能夠延續數秒或更長(cháng)的時(shí)間，有時(shí)還會(huì )引起諧振過(guò)電壓，并使相關(guān)避雷器的放電時(shí)間過(guò)長(cháng)而受到損壞。這一問(wèn)題對選擇保護高壓濾波器中電感或電容用的避雷器參數帶來(lái)較大的困難。

諧波對輸電線(xiàn)路的影響

1、 諧波污染增加了輸電線(xiàn)路的損耗。輸電線(xiàn)路中的諧波電流加上集膚效應的影響將產(chǎn)生附加損耗，使得輸電線(xiàn)路損耗增加。特別是在電力系統三相不對稱(chēng)運行時(shí)，對中性點(diǎn)直接接地的供電系統線(xiàn)損的增加龍為顯著(zhù)。

2、 諧波污染增大了中性線(xiàn)電流，引起中性點(diǎn)漂移。在低壓配電網(wǎng)絡(luò )中，零序電流的零序的諧波電流(3次、6次、9次……)不僅會(huì )引起中性線(xiàn)電流大大增加，造成過(guò)負荷發(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。

諧波對電力電容器的影響

當配電系統非線(xiàn)性用電負荷比重較大，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 的諧波電流大，使電容器負荷而嚴重影響其使用壽命，另一方面當電容器組的諧波容抗與系統等效諧波感抗相等而發(fā)生諧振時(shí)，引起電容器諧波電流嚴重放大使電容 器過(guò)熱而損壞。因此，電壓諧 波和電流諧波超標都會(huì )使電容器的工作電流增大日出現異常，例如：對于常用自愈試并聯(lián)電容器，其允許過(guò)電流倍數是1.3倍頻定電流，當電容器的電流超過(guò)這一 限值時(shí)，將會(huì )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(cháng)時(shí)間的局部放電也會(huì )加速絕緣介質(zhì)的老 化，自愈性能下降，而容易導致電容器損壞。

諧波對電力電纜的影響

諧波污染將會(huì )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，引起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，在系統負荷低谷時(shí)，系統電壓上升，諧波電壓也相應升高。電纜的額定電壓等級越高，諧波引起電纜介質(zhì)不穩定的危險性越大，更容易發(fā)生故障。

諧波對電力系統其他運行設備的影響

1、 對同步發(fā)電機的影響：用戶(hù)的負序電流和諧波電流注入系統內的同步發(fā)動(dòng)機，將產(chǎn)生附加損耗，引起發(fā)電機局部發(fā)熱，降低絕緣強度。同時(shí)，由于輸出的電壓波形中產(chǎn)生附加諧波分量，使負載的同步發(fā)電機轉子發(fā)生扭振，降低其工作壽命。

2、 對斷路器的影響：諧波會(huì )使些斷路器的磁吸線(xiàn)圈不能工作，斷路器的遮斷能力降低，不能遮斷波形畸變超過(guò)一定限值的故障電流，對中壓斷路器截斷電感電流時(shí)可能發(fā)生諧頻涌波電壓的重燃現象，導致斷路器觸頭燒損。

3、 對消弧線(xiàn)圈的影響：當電網(wǎng)諧波成分較大時(shí)，發(fā)生單相接地故障，消弧線(xiàn)圈電感電流將可能不起作用，在接地點(diǎn)得不到的補償，從而引發(fā)系統故障擴大。

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在語(yǔ)音通信過(guò)程中產(chǎn)生噪聲，數據傳輸失真，降低EMS、DAS實(shí)時(shí)數據的真實(shí)可靠性，造成集中抄表系統中數據出錯等故障。

諧波對繼電保護及自動(dòng)裝置的影響

1、對繼電保護及自動(dòng)裝置運行環(huán)境的影響

(1) 在諧波嚴重超標的電弧爐負荷，電氣化鐵路等諧波含量大的局部電網(wǎng)中會(huì )受到影響。

(2) 頻繁出現變壓器嚴重涌流且涌流衰減緩慢的變電站會(huì )受到涌流產(chǎn)生諧波的干擾。

(3) 在系統因短路容量太小而可能出現較大諧波電壓影響的場(chǎng)所會(huì )受到影響。

(4) 在易發(fā)生諧波諧振的配電系統、輸電系統、變電站網(wǎng)架附近會(huì )受到影響。

(5) 在諧波受到電容器組或其他原因而被放大嚴重的網(wǎng)絡(luò )附近會(huì )受到影響。

2、繼電保護及自動(dòng)裝置利用的啟動(dòng)量小

利用負序電流或電壓，零序電流或電壓，差動(dòng)電流或電壓?jiǎn)?dòng)會(huì )受到諧波的影響。其中利用負序量啟動(dòng)的對諧波的敏感性最大。

3、繼電器或啟動(dòng)元件本身對諧波敏感

(1) 晶體管或集成電路保護裝置的動(dòng)作量非常小和動(dòng)作時(shí)間非常少，因此它的啟動(dòng)數據容易受到諧波影響而出現較大的誤差。

(2) 利用信號過(guò)零取樣的控制系統及利用數據過(guò)零點(diǎn)的數字式繼電器或微機保護，都會(huì )受到諧波的影響和干擾。

諧波對繼電保護整定的影響

繼電保護正常運行中，當電源諧波分量較高時(shí)，可能會(huì )引起過(guò)電壓保護，過(guò)電流保護的誤動(dòng)作。當三相嚴重 不對稱(chēng)時(shí)，在正序性諧波含量較高的情況下，可能對負序濾波器為啟動(dòng)元件的保護裝置產(chǎn)生干擾，而引起誤動(dòng)。如某地電氣化鐵路通車(chē)后，曾發(fā)生過(guò)由于牽引變電所 注入系統大量的諧波的負序電流，引起供電系統電能質(zhì)量指標嚴重惡化，多次造成發(fā)電機的負序電流保護誤動(dòng)，主變壓器的過(guò)電流保護裝置誤動(dòng)，線(xiàn)路的距離保護振 蕩閉鎖裝置誤動(dòng)，高頻保護收發(fā)訊機誤動(dòng)，母線(xiàn)差動(dòng)保護誤動(dòng)的故障濾波器誤動(dòng)的事。

近年來(lái)，微機保護裝置的大規模使用，使信號中的諧波干擾既可能引起測量誤差，又可能對裝置關(guān)鍵處理模塊的正常工作產(chǎn)生干擾，從而引起保護裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)。如上海寶鋼就發(fā)生過(guò)因電弧爐產(chǎn)生諧波的影響，造成諧波電流對數字型差動(dòng)保護產(chǎn)生干擾，使差動(dòng)保護動(dòng)作跳閘的事故。

諧波電流對數字型差動(dòng)保護的影響

數字型差動(dòng)保護裝置整定簡(jiǎn)單，動(dòng)作時(shí)間快，功能強，因此目前得到了普遍的推廣，應用，但在電能質(zhì)量較差的條件下會(huì )發(fā)生，由于電流波形畸變而出現誤動(dòng)作的可能。

諧波對電能計量的影響

通過(guò)對感應型電能表的電子型電能計量準確的頻率響應進(jìn)行測試和分析，諧波對電能計量的準確度存在著(zhù)一定的影響。

負荷側的諧波污染對電網(wǎng)的影響

近 年來(lái)用戶(hù)端大量非線(xiàn)性負荷的應用正成為電能質(zhì)量污染甚至惡化的重要因數。從低壓小容量家用電器的集群應用，到高壓大容量的工業(yè)交直流變換裝置中存在的各種 靜止變流器等，都是電能質(zhì)量的污染源。各種靜止變流器是以開(kāi)關(guān)方式工作的，會(huì )引起電網(wǎng)電流、電壓波形的畸變。大型電弧設備，如電弧爐、弧焊設備等也成為重 要的沖擊源和諧波源。

諧波對電力用戶(hù)的影響

用電設備對系統的電源的污染會(huì )影響用電設備自身的可靠性。使用電能質(zhì)量污染的電源、用電設備又可能成為新 的污染源，而危害電力系統和其他用戶(hù)設備?？赡墚a(chǎn)生的影響包括：對用戶(hù)電動(dòng)機產(chǎn)后影響，對用戶(hù)補償電容產(chǎn)生影響，對用戶(hù)自動(dòng)控制裝置產(chǎn)生影響，對居民生活 產(chǎn)生影響，對用電安全造成威脅。另外，還包括對電信通訊造成影響，對廣播、電視機精密制造工業(yè)造成干擾影響，這類(lèi)干擾的影響有些表現在差模干擾的共模干 擾，差模干擾是工頻及長(cháng)線(xiàn)傳輸分布電容的相互干擾，共模干擾是引起回路對電位發(fā)生變化的干擾，是造成微機控制單元工作不正常的主要大原因。

諧波對用戶(hù)電動(dòng)機運行的影響

諧 波電流通過(guò)交流電動(dòng)機，使諧波附加損耗增加，引起電動(dòng)機過(guò)熱，機械振動(dòng)和噪聲增大。當三相電壓不對稱(chēng)時(shí)，定子繞組上產(chǎn)生負序電流，并勵磁產(chǎn)生負序旋轉磁 場(chǎng)，該制動(dòng)磁場(chǎng)降低了電機的最大轉矩的過(guò)載能力，增加銅損，并且負序過(guò)電流可以將電機定子繞組燒毀。負序性的諧波分量(5次、7次、11次……)對電機的 影響與負序過(guò)電壓的效果一樣。當產(chǎn)生電壓波動(dòng)的主要低頻分量與電機機械振動(dòng)的固有頻率一致時(shí)，誘發(fā)諧振，會(huì )使電動(dòng)機造成損壞。

諧波對用戶(hù)補償電容器的影響

電 網(wǎng)無(wú)功配置容量電容器所占比例最大，其中用戶(hù)電容器約占全部電容器的2/3。這部分電容器的設計大多只考慮無(wú)功補償量，不考慮裝設點(diǎn)電能質(zhì)量的實(shí)際污染情 況，因此，運行點(diǎn)電能質(zhì)量指標低時(shí)，常造成一些事故，如補償裝置投不上，電容器使用壽命降低，電容器保護熔絲熔斷，甚至發(fā)生串聯(lián)諧振引起電容器的諧波過(guò)電 壓與過(guò)電流，導致電容器暴炸等。另外用戶(hù)電容器的管理目前仍按平均功率因數進(jìn)行考核，電容器很少按電網(wǎng)實(shí)際情況投切，甚至只投不切，無(wú)形中使用電網(wǎng)電壓失 去了應有的調節程度，使電壓偏差等電能質(zhì)量指標難以控制。

諧波對用戶(hù)自動(dòng)控制裝置的影響

隨著(zhù)數字控制技術(shù)的大規模使 用，很多精密負載對電能質(zhì)量指標提出了更高的要求。電能質(zhì)量污染對這類(lèi)設備的危害主要三個(gè)方面，即在設備的檢測模塊中引起入畸變量，干擾正常的分析計算， 導致錯誤的輸出結果。另外還會(huì )對設備的硬件、如精密電機、開(kāi)關(guān)電源等造成不可逆轉的損壞。干擾負載的保護回路造成誤動(dòng)作等。

諧波對居民生活用電的影響

諧波引起電壓波動(dòng)的閃變產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)，使用電設備受到高能量沖擊。

(1) 最直觀(guān)的感覺(jué)就是引起照明燈光的電視畫(huà)面忽明忽暗的閃爍，造成視覺(jué)疲勞

(2) 引起冰箱、空調的壓縮機承受沖擊應力，產(chǎn)生振動(dòng)，降低使用壽命。

(3) 影響有線(xiàn)電視、廣播的信號正常傳輸，可能通過(guò)電磁感應的輻射造成干擾影響

(4) 引起電能計量誤差，造成不必要的電費損失等。

諧波對用電安全的影響

(1)火災影響

(2)設備影響

(3)通信影響

電能質(zhì)量對計算機系統的影響

計算機系統的用電負荷一般只占整個(gè)建筑物用電負荷的一小部分。在大多情況，民用建筑物內動(dòng)力的照明負荷都是共用同一變壓器低壓電源同一段低壓配電線(xiàn)路，因此，計算機系統會(huì )受到電能質(zhì)量的影響的干擾。計算機系統受電源影響的因數包括：

(1) 電壓波動(dòng)的影響。

(2) 非線(xiàn)性負荷的影響。

(3) 操作過(guò)電壓的暫態(tài)過(guò)電壓的影響。

(4) 瞬變失電的影響。