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，引起局部過熱、振動、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(tǒng)運行電壓偏高或三相不對稱時，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(nèi)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大，這種諧波電流在發(fā)生諧振時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程時間比較長，能夠延續(xù)數(shù)秒或更長的時間，有時還會引起諧振過電壓，并使相關(guān)避雷器的放電時間過長而受到損壞。這一問題對選擇保護高壓濾波器中電感或電容用的避雷器參數(shù)帶來較大的困難。

諧波對輸電線路的影響

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

2、 諧波污染增大了中性線電流，引起中性點漂移。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……)不僅會引起中性線電流大大增加，造成過負荷發(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(tǒng)非線性用電負荷比重較大，并聯(lián)電容器組投入時，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(tǒng)等效諧波感抗相等而發(fā)生諧振時，引起電容器諧波電流嚴重放大使電容 器過熱而損壞。因此，電壓諧 波和電流諧波超標都會使電容器的工作電流增大日出現(xiàn)異常，例如：對于常用自愈試并聯(lián)電容器，其允許過電流倍數(shù)是1.3倍頻定電流，當電容器的電流超過這一 限值時，將會造成損壞事故。同時，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，長時間的局部放電也會加速絕緣介質(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(tǒng)負荷低谷時，系統(tǒng)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(wěn)定的危險性越大，更容易發(fā)生故障。

諧波對電力系統(tǒng)其他運行設(shè)備的影響

1、 對同步發(fā)電機的影響：用戶的負序電流和諧波電流注入系統(tǒng)內(nèi)的同步發(fā)動機，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，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(zhuǎn)子發(fā)生扭振，降低其工作壽命。

2、 對斷路器的影響：諧波會使些斷路器的磁吸線圈不能工作，斷路器的遮斷能力降低，不能遮斷波形畸變超過一定限值的故障電流，對中壓斷路器截斷電感電流時可能發(fā)生諧頻涌波電壓的重燃現(xiàn)象，導致斷路器觸頭燒損。

3、 對消弧線圈的影響：當電網(wǎng)諧波成分較大時，發(fā)生單相接地故障，消弧線圈電感電流將可能不起作用，在接地點得不到的補償，從而引發(fā)系統(tǒng)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(xiàn)在語音通信過程中產(chǎn)生噪聲，數(shù)據(jù)傳輸失真，降低EMS、DAS實時數(shù)據(jù)的真實可靠性，造成集中抄表系統(tǒng)中數(shù)據(jù)出錯等故障。

諧波對繼電保護及自動裝置的影響

1、對繼電保護及自動裝置運行環(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)中會受到影響。

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

(3) 在系統(tǒng)因短路容量太小而可能出現(xiàn)較大諧波電壓影響的場所會受到影響。

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

(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)附近會受到影響。

2、繼電保護及自動裝置利用的啟動量小

利用負序電流或電壓，零序電流或電壓，差動電流或電壓啟動會受到諧波的影響。其中利用負序量啟動的對諧波的敏感性最大。

3、繼電器或啟動元件本身對諧波敏感

(1) 晶體管或集成電路保護裝置的動作量非常小和動作時間非常少，因此它的啟動數(shù)據(jù)容易受到諧波影響而出現(xiàn)較大的誤差。

(2) 利用信號過零取樣的控制系統(tǒng)及利用數(shù)據(jù)過零點的數(shù)字式繼電器或微機保護，都會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，可能會引起過電壓保護，過電流保護的誤動作。當三相嚴重 不對稱時，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元件的保護裝置產(chǎn)生干擾，而引起誤動。如某地電氣化鐵路通車后，曾發(fā)生過由于牽引變電所 注入系統(tǒng)大量的諧波的負序電流，引起供電系統(tǒng)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，主變壓器的過電流保護裝置誤動，線路的距離保護振 蕩閉鎖裝置誤動，高頻保護收發(fā)訊機誤動，母線差動保護誤動的故障濾波器誤動的事。

近年來，微機保護裝置的大規(guī)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或拒動。如上海寶鋼就發(fā)生過因電弧爐產(chǎn)生諧波的影響，造成諧波電流對數(shù)字型差動保護產(chǎn)生干擾，使差動保護動作跳閘的事故。

諧波電流對數(shù)字型差動保護的影響

數(shù)字型差動保護裝置整定簡單，動作時間快，功能強，因此目前得到了普遍的推廣，應用，但在電能質(zhì)量較差的條件下會發(fā)生，由于電流波形畸變而出現(xiàn)誤動作的可能。

諧波對電能計量的影響

通過對感應型電能表的電子型電能計量準確的頻率響應進行測試和分析，諧波對電能計量的準確度存在著一定的影響。

負荷側(cè)的諧波污染對電網(wǎng)的影響

近 年來用戶端大量非線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(shù)。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關(guān)方式工作的，會引起電網(wǎng)電流、電壓波形的畸變。大型電弧設(shè)備，如電弧爐、弧焊設(shè)備等也成為重 要的沖擊源和諧波源。

諧波對電力用戶的影響

用電設(shè)備對系統(tǒng)的電源的污染會影響用電設(shè)備自身的可靠性。使用電能質(zhì)量污染的電源、用電設(shè)備又可能成為新 的污染源，而危害電力系統(tǒng)和其他用戶設(shè)備?？赡墚a(chǎn)生的影響包括：對用戶電動機產(chǎn)后影響，對用戶補償電容產(chǎn)生影響，對用戶自動控制裝置產(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，這類干擾的影響有些表現(xiàn)在差模干擾的共模干 擾，差模干擾是工頻及長線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。

諧波對用戶電動機運行的影響

諧 波電流通過交流電動機，使諧波附加損耗增加，引起電動機過熱，機械振動和噪聲增大。當三相電壓不對稱時，定子繞組上產(chǎn)生負序電流，并勵磁產(chǎn)生負序旋轉(zhuǎn)磁 場，該制動磁場降低了電機的最大轉(zhuǎn)矩的過載能力，增加銅損，并且負序過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 影響與負序過電壓的效果一樣。當產(chǎn)生電壓波動的主要低頻分量與電機機械振動的固有頻率一致時，誘發(fā)諧振，會使電動機造成損壞。

諧波對用戶補償電容器的影響

電 網(wǎng)無功配置容量電容器所占比例最大，其中用戶電容器約占全部電容器的2/3。這部分電容器的設(shè)計大多只考慮無功補償量，不考慮裝設(shè)點電能質(zhì)量的實際污染情 況，因此，運行點電能質(zhì)量指標低時，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電 壓與過電流，導致電容器暴炸等。另外用戶電容器的管理目前仍按平均功率因數(shù)進行考核，電容器很少按電網(wǎng)實際情況投切，甚至只投不切，無形中使用電網(wǎng)電壓失 去了應有的調(diào)節(jié)程度，使電壓偏差等電能質(zhì)量指標難以控制。

諧波對用戶自動控制裝置的影響

隨著數(shù)字控制技術(shù)的大規(guī)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)量污染對這類設(shè)備的危害主要三個方面，即在設(shè)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(jié)果。另外還會對設(shè)備的硬件、如精密電機、開關(guān)電源等造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。干擾負載的保護回路造成誤動作等。

諧波對居民生活用電的影響

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

(1) 最直觀的感覺就是引起照明燈光的電視畫面忽明忽暗的閃爍，造成視覺疲勞

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

(3) 影響有線電視、廣播的信號正常傳輸，可能通過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(shè)備影響

(3)通信影響

電能質(zhì)量對計算機系統(tǒng)的影響

計算機系統(tǒng)的用電負荷一般只占整個建筑物用電負荷的一小部分。在大多情況，民用建筑物內(nèi)動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路，因此，計算機系統(tǒng)會受到電能質(zhì)量的影響的干擾。計算機系統(tǒng)受電源影響的因數(shù)包括：

(1) 電壓波動的影響。

(2) 非線性負荷的影響。

(3) 操作過電壓的暫態(tài)過電壓的影響。

(4) 瞬變失電的影響。