高次諧波產生的原因,危害,特征量
高次諧波產生的原因
由于目前的變頻器幾乎都采用PWM控制方式,這樣的脈沖調制形式使得變頻器運行時在電源側產生高次諧波電流,并造成電壓波形畸變,對電源系統產生嚴重影響。
隨著電力電子技術的飛速發展,各種新型用電設備越來越多地問世和使用,高次諧波的影響越來越嚴重。電力系統受到諧波污染后,輕則影響系統的運行效率;重則損壞設備以至危害電力系統的安全運行。諧波產生的主要由以下兩大因素造成:
1. 可控硅整流裝置和調壓裝置等的廣泛使用,晶閘管在大量家用電器中的普通采用,以及各種非線性負荷的增加導致波形畸變。
2. 設備設計思想的改變。過去傾向于采用在額定情況以下工作或余量較大的設計。現在為了競爭,對電工設備傾向于采用在臨界情況下的設計。例如,有些設計為了節省材料使磁性材料工作在磁化曲線的深飽和區段,而在這些區段內運行會導致激磁材料波形嚴重畸變。
高次諧波的危害
高次諧波的危害具體表現在以下幾個方面:
1、電力電子設備
電力電子設備通??烤_電源零交叉原理或電壓波形的形態來控制和操作,若電壓有諧波成分時,零交叉移動、波形改變、以致造成許多誤動作。
2、電力電容器
當高次諧波產生時,由于頻率增大,電容器阻抗瞬間減小,涌人大量電流,因而導致過熱、甚至損壞電容器,還有可能發生共振,產生振動和噪聲。
3、變壓器
電流和電壓諧波將增加變壓器銅損和鐵損,結果使變壓器溫度上升,影響絕緣能力,造成容量裕度減小。諧波還能產生共振及噪聲。
4、感應電動機
電流和電壓諧波同樣使電動機銅損和鐵損增加,溫度升。同時諧波電流會改變電磁轉距,產生振動力矩,使電動機發生周期性轉速變動,影響輸出效率,并發出噪聲。
5、開關設備
由于諧波電流使開關設備在起動瞬間產生很高的電流變化率,使暫態恢復峰值電壓增大,破壞絕緣,還會引起開關跳脫、引起誤動作。
6、保護電器
電流中含有的諧波會產生額外轉距,改變電器動作特性,引起誤動作,甚至改變其操作特性,或燒毀線圈。
7、計量儀表
計量儀表因為諧波會造成感應盤產生額外轉距,引起誤差,降低精度,甚至燒毀線圈。
8、其它
高次諧波還會對電腦、通信、設備電視及音響設備、載波遙控設備等產生干擾,使通信中斷,產生雜訊,甚至發生誤動作,另外還會對照明設備產生影響。