电力系统谐波的危害

谐波对电力系统的主要危害如下：
（1）对旋转设备和变压器的主要危害是引起附加损耗和发热增加，此外谐波还会引起旋转设备和变压器振动并发出噪声，长时间的振动会造成金属疲劳和机械损坏。
（2）谐波对线路的主要危害是引起附加损耗。
（3）谐波可引起系统的电感、电容发生谐振，使谐波放大。当谐波引起系统谐振时，谐波电压升高，谐波电流增大，引起继电保护及自动装置误动，损坏系统设备(如电力电容器、电缆、电动机等)，引发系统事故，威胁电力系统的安全运行。
（4）谐波可干扰通信设备，增加电力系统的功率损耗(如线损)，使无功补偿设备不能正常运行等,给系统和用户带来危害。

电力系统谐波的危害：

　　1、对配电变压器的危害：

　　接线组别为Yyno的配变，三相四线制接线时，三次谐波电流在配变原副绕组中产生谐波电压，并使中性点电压产生动脉。另外由于奇次谐波相位相同，它们在中性线上的相量叠加，使中性线上的零序电流相量叠加，因此中线性上因为流过谐波电流而发热。

　　三相三线制接线时零序谐波由于相位相同，形成中性点电压，使相电压发生变化。

　　对于接线组别为Dyno的配变，零序谐波电流在绕组中形成环流，使配变绕组发热，降低配变寿命。

　　2、对电力电缆的危害：

　　由于谐波次数高频率上升，再加上电缆导体截面积越大趋肤效应越明显，从而导致导体的交流电阻增大，使得电缆允许通过的电流减少。另外，电缆的电阻、线路的感抗与系统串联，提高功率因数用的电容器及线路的容抗与系统并联，一 定数值得电感与电容可能发生湝振。

　　3、对电力电容器的危害：

　　当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流就增大，时电容器损耗功率增加。电容器的容抗与频率成反比，频率越高，阻抗越小，因而谐波电压能使电容器的电流增大很多。超出电容器允许条件，就会时电容器过电流和过负荷，因而异常发热，尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时，还可能是电网的谐波加剧，即产生谐波扩现象。在介质中诱发局部放电，由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到加速老化的作用，从而缩短电容器的使用寿命。（http://www.diangon.com/版权所有）一般来说，电压每升高10%，电容器的寿命就要缩短1/2左右。当谐波与电容器的参数匹配时会产生谐振，使谐波得到方大，在谐波严重的情况下，造成电容器鼓肚、击穿、群爆及更大的损失。

　　4、对白炽灯的损害：

　　白炽灯泡是一种应用十分广泛的照明灯具，它的寿命与谐波的热效应关系很大，畸变系数的增地缩短灯泡的寿命，而改变基波电压相对来说比改变畸变系数的影响更大。

　　5、对电动机的损害：

　　谐波对电动机的损害主要是引起附加损耗，产生机械振动、噪声和谐波过电压。

畸变波能使电动机铁心磁饱和增加，特别是铁心钳绕组的磁部饱和赠加，使基波短路阻抗减小，一般认为，三相异步电动机的n次谐波电流的大小可通过下式计算：

　　6、对电能表的影响：

　　⑴、机械式电能表系感性机构，在进行电能计量时，可以分以下三种情况：

　　①.畸变波电源供线性负荷，这时电能表计量的是基波电能和部分谐波电能，谐波会使用户设备性能变坏。这样用户既受到谐波污染又多缴电费。

　　②.正弦波电源供非线性负荷，此时电能表计量的是基波电能减去部分谐波电能。这表明用户污染了电网还少缴了电费。

　　③.畸变波电源供非线性负荷，这种情况就比较复杂了，基波电流是流向负荷的，而谐波电流则就不一定了，可能是流向负荷的，也可能是流向电源的，这要看具体情况了，最直接的方法就是用仪器来测量。

　　⑵、电子式电能表使用的是积分电路，无论是电网是向负荷提供谐波电流还是负

　　荷向电网提供谐波电流都会积分计量在一起，这样就会造成计量误差。

　　7、对低压开关设备的危害：

　　对于配电用的断路器来说，全电磁型的断路器易受谐波电流的影响而使铁耗增大而发热，同时由于对电磁铁的影响与涡流的影响而使其脱扣困难，且谐波次数越高影响越大;热磁形的断路器，由于导体的集肤效应与铁耗增加而引起发热，使得额定电流降低与脱扣电流降低;电子型的短路器，谐波也要使其额定电流降低，尤其是检测峰值的电子断路器，额定电流降低的更多。由此可知，上述三种配电断路器都可能因谐波产生误动作。

　　对于漏电断路器来说，由于谐波会漏电电流的作用，可能是断路器异常发热，出现误动或拒动。对于电磁接触器来说，谐波电流使磁体部件温升增大，线圈温度升高使额定电流降低。对于继电器来说，因受谐波电流的影响也要使电流降低。在工作它们都有可能造成误动作。

　　8、对弱电系统设备的干扰：

　　对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱电设备，电力系统中的谐波通过电磁感应静电感应与传导方式耦合到这些系统中，产生干扰。其中电磁感应与静电感应的耦合强度与干扰频率成正比，传导则通过公共接地耦合，有大量不平衡电流流入接地极，从而干扰弱电系统。

　　9、对通讯线路的影响：

　　通常音频通道的工作频率约为：200-400Hz，而供电系统的许多谐波就在这个频率范围之内。由于电力线路和通讯线路的功率水平差别很大，所以供电系统中的谐波将引起可以察觉的，有时是甚至不能容许的干扰杂音。

　　10、对整流、逆变装置和逻辑控制电路的影响：

　　整流装置和晶闸管电路在各种电气设备中得到了十分广泛的应用，大到直流输电用的整流和逆变装置，城市电车直流供电电源，小到变频设备、电视机、微机、交流稳压电源、电池充电器以及不停电电源(UPS)等，一方面这些装置按一定的规律开闭不同电路，因而产生谐波电流注入电网，成为谐波源，另一方面畸变的波形又影响他们及其负荷的正常运行。畸变波引起控制电路误差，造成引燃角位移，整流装置电流变化率、电压变化率过高或过热会引起设备故障和整流原件损坏。这些都会给换流装置带来危害。同时某些整流装置的逻辑控制电路往往因畸变电压而导致运行误差，造成运行错误。

　　11、对熔断器熔体的影响：

　　熔体中的谐波电流产生过热会造成其安秒特性曲线位移，因此电流低的故障要特别注意熔丝的选择以防止误熔断停电，影响供电。

　　12、谐波集肤效应的影响：

　　交变的电流通过导体产生交变磁通，交变磁通与导体产生感应电动势，致使通过导体内部的电流密度沿导体截面由中心向外变大，而中心电流密度最小，这就是通常所说的集肤效应。集肤效应既降低了导体的载流能力又增加了导体的自身损耗，并且随着电流频率的增加这种集肤效应更严重。一般工频(50 Hz)情况下集肤效应造成的损耗较小，而谐波的频率较高时，象5次谐波频率为250Hz以上的谐波集肤效应造成的损耗和影响就十分显著了。因此，在选择导线时要考虑谐波的集肤效应影响，适当增加导线截面。

　　13、谐波对人体也有危害：

　　从人体生理学角度来看，人体细胞在受到刺激兴奋时，会在细胞膜静息电位基础上发生快速波动或可逆翻转，其频率如果与谐波频率相接近，电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的大脑与心脏。