電力系統諧波產(chǎn)生的原因及其影響

答:諧波產(chǎn)生的原因:高次諧波產(chǎn)生的根本原因是由于電力系統中某些設備和負荷的非線(xiàn)性特性,即所加的電壓與產(chǎn)生的電流不成線(xiàn)性(正比)關(guān)系而造成的波形畸變。當電力系統向非線(xiàn)性設備及負荷供電時(shí),這些設備或負荷在傳遞(如變壓器)、變換(如交直流換流器)、吸收(如電弧爐)系統發(fā)電機所供給的基波能量的同時(shí),又把部分基波能量轉換為諧波能量,向系統倒送大量的高次諧波,使電力系統的正弦波形畸變,電能質(zhì)量降低。當前,電力系統的諧波源主要有三大類(lèi)。

1)、鐵磁飽和型:各種鐵芯設備,如變壓器、電抗器等,其鐵磁飽和特性呈現非線(xiàn)性。

2)、電子開(kāi)關(guān)型:主要為各種交直流換流裝置(整流器、逆變器)以及雙向晶閘管可控開(kāi)關(guān)設備等,在化工、冶金、礦山、電氣鐵道等大量工礦企業(yè)以及家用電器中廣泛使用,并正在蓬勃發(fā)展;在系統內部,如直流輸電中的整流閥和逆變閥等。

3)、電弧型:各種冶煉電弧爐在熔化期間以及交流電弧焊機在焊接期間,其電弧的點(diǎn)燃和劇烈變動(dòng)形成的高度非線(xiàn)性,使電流不規則的波動(dòng)。其非線(xiàn)性呈現電弧電壓與電弧電流之間不規則的、隨機變化的伏安特性。對于電力系統三相供電來(lái)說(shuō),有三相平衡和三相不平衡的非線(xiàn)性特性。后者,如電氣鐵道、電弧爐以及由低壓供電的單相家用電器等,而電氣鐵道是當前中壓供電系統中典型的三相不平衡諧波源。

諧波對電網(wǎng)的影響:

1、諧波對旋轉設備和變壓器的主要危害是引起附加損耗和發(fā)熱增加,此外諧波還會(huì )引起旋轉設備和變壓器振動(dòng)并發(fā)出噪聲,長(cháng)時(shí)間的振動(dòng)會(huì )造成金屬疲勞和機械損壞。

2、諧波對線(xiàn)路的主要危害是引起附加損耗。

3、諧波可引起系統的電感、電容發(fā)生諧振,使諧波放大。當諧波引起系統諧振時(shí),諧波電壓升高,諧波電流增大,引起繼電保護及自動(dòng)裝置誤動(dòng),損壞系統設備(如電力電容器、電纜、電動(dòng)機等),引發(fā)系統事故,威脅電力系統的安全運行。