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公司新聞
諧波有哪些危害?
瀏覽次數:    2019-05-06

       諧波的危害十分嚴重。諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低,使電氣設備過熱、產生振動和噪聲,并使絕緣老化,使用壽命縮短,甚至發生故障或燒毀。諧波可引起電力系統局部并聯諧振或串聯諧振,使諧波含量放大,造成電容器等設備燒毀。諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作,使電能計量出現混亂。對于電力系統外部,諧波對通信設備和電子設備會產生嚴重干擾。諧波對公用電網和其他系統的危害大致有以下幾個方面:

       加大企業的電力運行成本

       由于諧波不經治理是無法自然消除的,因此大量諧波電壓電流在電網中游蕩并積累疊加導致線路損耗增加、電力設備過熱,從而加大了電力運行成本,增加了電費的支出。

       降低了供電的可靠性

       諧波電壓在許多情況下能使正弦波變得更尖,不僅導致變壓器、電容器等電氣設備的磁滯及渦流損耗增加,而且使絕緣材料承受的電應力增大。諧波電流能使變壓器的銅耗增加,所以變壓器在嚴重的諧波負荷下將產生局部過熱,噪聲增大,從而加速絕緣老化,大大縮短了變壓器、電動機的使用壽命,降低供電可靠性,極有可能在生產過程中造成斷電的嚴重后果。

       引發供電事故的發生

       電網中含有大量的諧波源(變頻或整流設備)以及電力電容器、變壓器、電纜、電動機等負荷,這些電氣設備處于經常的變動之中,極易構成串聯或并聯的諧振條件。當電網參數配合不利時,在一定的頻率下,形成諧波振蕩,產生過電壓或過電流,危及電力系統的安全運行,如不加以治理極易引發輸配電事故的發生。

       導致設備無法正常工作

       對旋轉的發電機、電動機,由于諧波電流或諧波電壓在定子繞組、轉子回路及鐵芯中產生附加損耗,從而降低發輸電及用電設備的效率,更為嚴重的是諧波振蕩容易使汽輪發電機產生震蕩力矩,可能引起機械共振,造成汽輪機葉片扭曲及產生疲勞循環,導致設備無法正常工作。

       引發惡性事故

       繼電保護自動裝置對于保證電網的安全運行具有十分重要的作用。但是,由于諧波的大量存在,易使電網的各類保護及自動裝置產生誤動或拒動,特別在廣泛應用的微機保護、綜合自動化裝置中表現突出,引起區域(廠內)電網瓦解,造成大面積停電等惡性事故。

       導致線路短路

       電網諧波將使測量儀表、計量裝置產生誤差,達不到正確指示及計量(計量儀表的誤差主要反映在電能表上)。斷路器開斷諧波含量較高的電流時,斷路器的遮斷能力將大大降低,造成電弧重燃,發生短路,甚至斷路器爆炸。

       降低產品質量

       由于諧振波的長期存在,電機等設備運行增大了振動, 使生產誤差加大,降低產品的加工精度,降低產品質量。

       影響通訊系統的正常工作

       當輸電線路與通訊線路平行或相距較近時,由于兩者之間存在靜電感應和電磁感應,形成電場耦合和磁場耦合,諧波分量將在通訊系統內產生聲頻干擾,從而降低信號的傳輸質量,破壞信號的正常傳輸,不僅影響通話的清晰度,嚴重時將威脅通訊設備及人身安全。

       諧波會對鄰近的通信系統產生干擾,輕者產生噪聲,降低通信質量;重者導致住處丟失,使通信系統無法正常工作。

諧波的產生原因
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       在理想的干凈供電系統中,電流和電壓都是正弦波的。在只含線性元件(電阻、電感及電容)的簡單電路里,流過的電流與施加的電壓成正比,流過的電流是正弦波。

       用傅立葉分析原理,能夠把非正弦曲線信號分解成基本部分和它的倍數。

       在電力系統中,諧波產生的根本原因是由于非線性負載所致。當電流流經負載時,與所加的電壓不呈線性關系,就形成非正弦電流,即電路中有諧波產生。由于半導體晶閘管的開關操作和二極管、半導體晶閘管的非線性特性,電力系統的某些設備如功率轉換器比較大的背離正弦曲線波形。

       諧波電流的產生是與功率轉換器的脈沖數相關的。6脈沖設備僅有5、7、11、13、17、19 …。n倍于電網頻率。功率變換器的脈沖數越高,最低次的諧波分量的頻率的次數就越高。

       其他功率消耗裝置,例如熒光燈的電子控制調節器產生大強度的3 次諧波( 150 赫茲)。

       在供電網絡阻抗( 電阻) 下這樣的非正弦曲線電流導致一個非正弦曲線的電壓降。在供電網絡阻抗下產生諧波電壓的振幅等于相應諧波電流和對應于該電流頻率的供電網絡阻抗Z的乘積。次數越高,諧波分量的振幅越低。

       只要哪里有諧波源那里就有諧波產生。也有可能,諧波分量通過供電網絡到達用戶網絡。例如,供電網絡中一個用戶工廠的運轉可能被相鄰的另一個用戶設備產生的諧波所干擾。

電能質量在線監測裝置的主要用途
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       電能質量在線監測裝置的主要用途

       1、測量分析公用電網供到用戶端的交流電能質量,其測量分析:頻率偏差、電壓偏差、三相電壓允許不平衡度、電網諧波。
       2、應用小波變換測量分析非平穩時變信號的諧波。
       3、測量分析各種用電設備在不同運行狀態下對公用電網電能質量。
       4、負荷波動監視:定時記錄和存儲電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、相位等電力參數的變化趨勢。
       5、電力設備調整及運行過程動態監視,幫助用戶分析電力設備調整及投運過程中出現的問題。
       6、測試分析電力系統中斷路器動作、變壓器過熱、電機燒毀、自動裝置誤動作等故障原因。
       7、測試分析電力系統中無功補償及濾波裝置動態參數并對其功能和技術指標作出定量評價。
       8、在線式、多參數、大容量、高精度及近代信號分析理論的應用等特點,使XZ-DZ3000可廣泛地應用于輸配電、電力電子、電機拖動等領域。

電力設備在線監測系統二三事
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       目前電力系統中的一些技術和裝置,實際上或多或少地已涉及狀態監測,尤其是一些在線監測系統和故障診斷系統。雖然這些系統能起到一定的狀態監測的目的,但還不能完全滿足狀態監測的要求。在國際上,狀態監測已成為非破壞性檢測(NonDe2structiveTesting,NDT)下屬的一個活躍的新分支。從1989年起,已舉行了多屆有關狀態監測的國際會議,每年都有大量的研究報告、學術論文發表。在電力系統領域,狀態監測也已受到電力部門管理、科研、運營和工程維護人員的日益重視并逐漸成為國際性的前沿研究課題和研究熱點。

       針對不同的電力設備,已經提出了眾多狀態監測方法,其中有許多是通用的,如振動分析法、油中氣體分析法、局部放電檢測法、絕緣恢復電壓法等。

       在正常運行條件下,電力設備具有一個固有的自然振動水平。當緊固螺釘變松或出現變化,或由于短路、絕緣老化等造成繞組或引線結構的偏移、擾動時便會導致設備振動的加劇,振動分析法就是一種廣泛用于監測這種故障的有效方法。為了監測設備的振動水平,常采用聲學傳感器和加速計來采集設備的振動信號,然后對振動信號的強度和振動模式進行分析和判別,從而達到對設備狀態監測的目的。

       油中氣體分析法是含油設備(如變壓器)絕緣監測最常用的方法之一。由于設備內部不同的故障會產生不同的氣體,如電弧會產生乙炔氣,而過熱的纖維將產生碳氧化物,因此,通過分析油中氣體的成分、含量和相對百分比,就可達到對設備絕緣診斷的目的。幾種典型的油中氣體如H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2,常被用作分析的特征氣體。

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