諧波治理的意義—保定北電電氣幫你分析
一、諧波治理簡述：
電能質量的好壞，直接影響到工業產品的質量，評價電能質量有三方面標準。首先是電壓方面，它包含電壓的波動、電壓的偏移、電壓的閃變等；其次是頻率波動；最后是電壓的波形質量，即三相電壓波形的對稱性和正弦波的畸變率，也就是諧波所占的比重。我國對電能質量的三方面都有明確的標準和規范。
隨著科學技術的發展，隨著工業生產水平和人民生活水平的提高，非線性用電設備在電網中大量投運，造成了電網的諧波分量占的比重越來越大。它不僅增加了電網的供電損耗，而且干擾電網的保護裝置與自動化裝置的正常運行，造成了這些裝置的誤動與拒動，直接威脅電網的安全運行。舉個常見的例子來說，電子節能燈在使用量所占比重較小的電網中運行，的確比常用的白熾燈好，不僅亮度高又省電，而且使用壽命也長。但是相反，在大量投運節能燈后，就會發現節能燈的損壞率大大提高。這是由于節能燈是非線性負荷，它產生較大的諧波污染了這一片電網，造成三相負荷基本平衡情況下，中心線電流居高不下，線電壓與相電壓之比比1要小得多，造成了該片電網供電質量下降，用電設備發熱增加，電網線損增加，使得該區的配變發熱嚴重，嚴重影響其使用壽命。因此我們對非線性用電設備產生的諧波必須進行治理，使諧波分量不超過國家標準。
二、諧波治理作用及意義：
節約能源是當今社會最大的話題，諧波治理的作用體現在哪里？請看以下諧波對各類用電設備的影響：
1.諧波對變壓器的影響
由于諧波造成的變壓器鐵芯中的磁通量的減少和變壓器繞組中導線的集膚效應加大，也就是最通常的鐵損、銅損增加，必然造成變壓器工作溫度上升，形成惡性循環，降低效率。一般來說，諧波容易造成星形變壓器產生諧振現象，對三角形變壓器在繞組中形成環流而過熱。
2.諧波對供電線路的影響
由于用戶系統中導線阻抗的頻率特性，導線的電阻會隨著頻率的升高而增加，又由于導線中集膚效應的作用，諧波會使得用戶自身供電系統中導線的附加損耗增加。尤其值得注意的是這類諧波還會使三相供電系統中的中性線的電流增大，導致中性線過載而引發故障。且大大浪費了電能，無謂的多交電費。
3.諧波對電動機的影響
由于集膚效應、磁滯、渦流等現象將隨著諧波次數增高而使得各類旋轉電機的鐵芯和繞組中產生的附加損耗增加。在一般的工業用戶中，各類電動機負載往往要占整個負載的 70% — 80% 。由此可見，諧波對一般工業用戶會帶來很大的不必要的電能損耗。此外，諧波造成的電機轉子的脈沖轉矩也將使電機的轉軸產生扭曲振動，使設備疲勞過度而損壞。
4.諧波對電力電容器的影響
電容器對于高次諧波呈現低阻抗，從而在高次諧波的影響下很容易擊穿。有的電容器和系統電路中的感抗組成的諧振回路的諧振頻率等于或接近某次諧波分量的頻率時，就會使得諧波電流放大，引起電容器過熱，過電壓而不能正常工作，或加速電容器老化，縮短壽命。
5.諧波對通信系統的影響
通信系統的換流設備和 UPS 設備本身是很嚴重的諧波源。這類設備產生的諧波頻率一般在3-10KHz之間，該頻段的諧波必然會干擾載波通信的正常工作，由此產生的干擾電壓將會嚴重影響通信線路的通信質量，甚至于在某些情況下還會造成通信線路的中斷等嚴重后果。
6.諧波對PLC等微電腦控制設備的影響
絕大部分的數控類設備都通過一系列的交直流電機，通過變頻調速來控制的。在此過程中諧波的瞬時脈沖會引起控制元件的誤動作，引發莫明故障,尤其是由于數控設備中的控制用芯片中的電容受到諧波的影響，很容易老化甚至短路，造成設備不能工作,使生產過程中斷。另外在精密加工設備的各類繼電器的接觸點上，在諧波的作用下很容易形成一個氧化碳膜層，既增加了接觸點的阻抗又大大降下低了控制器的靈敏度。總之，諧波電流引起電壓波型的畸變,對PLC、微電腦等精密高檔程序控制設備的影響很大，特別是在自動化生產或流水線的場合，最終直接影響產品品質。
7、對低壓開關設備的影響
諧波的存在，使附加電流增大,導致保護器件因過流量大而容易燒壞。
8.諧波對蓄電池充電設備的影響
無論是UPS中的蓄電池還是汽車、地鐵、電動車甚至小到手機中的蓄電池，有一個普遍現象就是使用一段時間后蓄電池的蓄電量會大大低于原出廠標定值。其實，原因就是在蓄電池的充電過程中電源中由于整流、換流等非線性的原理，使諧波的含量很高，不但使各類蓄電池的極板表面嚴重氧化而充電不足，導致蓄電池蓄電量下降，而且使充電過程中的電能的浪費達到驚人的程度。
9.諧波對企業電力測量準確性的影響
目前國內采用的電力測量儀表都是在工頻(50Hz)正弦波的情況下設計使用的。當存在諧波時，由于頻率和波型都發生極大的變化，將產生計量混亂，測量不準確。
三、結論：
諧波治理工作是一項節能環保的有益的工作。單純無功補償用的電容器組對諧波治理和抑制無能為力。并且，由于諧波的存在,設備電感與無功補償用的電容器組發生并聯諧振，及外系統感抗與無功補償用的電容器發生串聯諧振，使得諧波進一步放大，從而使得電壓和電流畸變更加嚴重。電氣線路的集膚效應，導致電纜、電線發熱，絕緣材料加速老化。 消除電力電子裝置諧波污染的工作，可稱之為當今技術應用的“綠色工程”。抑制甚至消除諧波，才能真正地實現節約電能、減少損耗，降低成本；提高效率、穩定生產、優化質量。
| 【上一個】 諧波對商務酒店帶來的危害及諧波治理的重要性 | 【下一個】 國家關于諧波治理與功率因數補償的相關規定 |
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