高次諧波即是頻率為基數倍的一系列波的“總匯”。工頻體系的二次諧波頻率為100HZ,三次諧波的頻率為150HZ,順次類比。電力體系中高次諧波與基波組成的結果是構成電網電壓波形畸變的首要因素,高次諧波的畸變次數及振幅值的巨細,將決議對電網污染,損壞的程度,及對用電設備的損害巨細。高次諧波Z首要來源于:個人計算機,各種硅整流設備、富含二極管(電容式)電源設備、電弧爐設備、中頻電源設備、各種變頻逆變器、斬波器等設備。其間對電網污染Z重、對用電設備損害Z大的當屬可控硅中頻電源和煉鋼用的電弧爐設備。下面首要評論高次諧波的損害及預防措施。

高次諧波對各種電氣設備的損害

非線性負載發生的諧波電流,可以在電力體系的某些設備上顯著的反映出來,常見的有變壓器和中性線。在電動機、發電機和移相電容器中也有些體現。因為電壓畸變,所含的高頻成份將構成發電、輸電、變電、配電和用電設備過熱、損耗增大、體系過電壓、失控等。工頻電流在輸電導線截面內是均勻分布的,而高頻電流則發生嚴懲的趨膚效應,使導線有用電阻增大。如300mm2導線,經過工頻電流時,挨近中間一半工半面積上的電流密度為平均值的90%,外表一半面積上為100%,這時,電流密度為平均值的90%,外表一半面積上為110%,這時,電流在導體上的總的損耗為表里兩有些之和。Ii2Ri+I02R0=((0.9/2)I)·22R+((1.1/2)I)2·2R=1.01I2R跟著頻率的升高,趨膚效應也越來越加明顯,有用電阻也越大。300HZ時為1.21倍,420HZ時為1.35I2R。因為電流波形畸變,流過導體的電流除基波外,又添加了高次諧波電流重量。接有很多非線性負載的電網損耗將增大,導體發熱愈加嚴峻,體系用電設備也將作業不穩定等。

中性線:在三相四線制體系中,中性線將遭到接在相電壓上的非線性負載的影響。在正常狀況下,三相線性負載平衡時,中性線的電流為零。當存在非線性負載時,某些高次諧波即奇次諧波會在中性線里疊加起來。如由三次諧波序列構成的負載電流越來越多時,更多的未被抵消的電流將會在中性線中活動。在這種狀況下,中性線的過電流還會在中性線和接地線間發生高于正常的電壓下跌。若是中性線電流格外大,乃至超越其導線額定電流的80%,則必需要切除有些非必須負載,不然就必須添加中性線的截面積,這對三相四線制體系的安全和經濟運轉都是晦氣的。電力線路,當諧波電流經過架空線時,能夠發生串聯諧振,乃至構成風險的過電壓。電力電纜在諧波電壓效果下,其絕緣材料會因所含的少數氣體電離并經電氣、機械、物理和化學變化而加快老化。絕緣強度降低,走漏電流增大,使壽數縮短。如正常工頻電流電壓下,壽數為25年,而在富含五次、七次諧波電流電壓效果下,壽數僅為9年。諧波的損害可見通常。高頻大幅度諧波還能夠導致部分放電,發生內部擊穿狀況,對電力線路的損害愈加嚴峻。諧波對變壓器的損害:當較高頻率的電流寫入變壓器時,將發生趨膚效應和附近效應,在繞組中導致附加損耗與變壓器鐵芯有關的鐵損亦有添加。所以變壓器將發生相當大的熱量。若是變壓器一次側接線為三角形,二次側接線為星形,那么非線性負載將使該變壓器接受額定過熱之害。因為非線性負載使支路電流富含較多高次諧波電流,而諸奇數諧波電流不光不能抵消,反而會疊加,以諧波電流在中性線中活動。當該電流回來星形結線的二次繞組時,它被感應到角結線的一次繞組,并構成環流。這個環流變成發生額定熱量的緣由,且對諧波電流自身發生的熱量起滋長效果。諧波電壓還會使變壓器激磁電流增大,功率降低,功率因數變壞。當諧波電壓長時間存在且較為嚴峻時,將會危及變壓器主絕緣。對電容器的損害:因為電力體系線電壓的畸變,電力電容器損耗添加、過熱。電容器是頻率的靈敏元件。電力電容器在電力體系中好像一個諧波吸收器,將使電容器嚴懲過電流。電容器和電力體系中的理性元件也能構成諧振電路,若是這個揩振回路的頻率等于或挨近體系中某次諧波重量的頻率,就會發生諧振,構成過電壓、過熱。諧波對感應電動機的損害首要是電壓諧波畸變會使三相感應電動機過熱,如長時間有諧波存在,將對電動機的運轉壽數構成嚴峻危脅。諧波對配電盤的損害的根本預兆是發熱,或是由過熱構成損壞。在配電盤里,能夠呈現的過熱門是中性母線及其連接點,它們往往載有過量的中性線電流。諧波還會使各種表計差錯加大,使電訊線路發生攪擾。高次諧波其它損害還有:使半導體器材自身有誤觸發、丟脈沖等,使電力體系無功功率添加,功率因數降低。一起對一些電子設備,儀器也將發生程度不同的影響,以至于不能正常運用。