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(dāng)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(yīng)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(hù)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(yīng)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(fù)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(dāng)配電系統(tǒng)非線性用電負(fù)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(fù)荷而嚴(yán)重影響其使用壽命，另一方面當(dāng)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(yán)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(biāo)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(dāng)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(dǎo)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(fù)荷低谷時，系統(tǒng)電壓上升，諧波電壓也相應(yīng)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(fù)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(fù)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(dǎo)致斷路器觸頭燒損。

3、 對消弧線圈的影響：當(dāng)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(hù)及自動裝置的影響

1、對繼電保護(hù)及自動裝置運行環(huán)境的影響

(1) 在諧波嚴(yán)重超標(biāo)的電弧爐負(fù)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(yán)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(yán)重的網(wǎng)絡(luò)附近會受到影響。

2、繼電保護(hù)及自動裝置利用的啟動量小

利用負(fù)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(fù)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(hù)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(hù)，都會受到諧波的影響和干擾。

諧波對繼電保護(hù)整定的影響

繼電保護(hù)正常運行中，當(dāng)電源諧波分量較高時，可能會引起過電壓保護(hù)，過電流保護(hù)的誤動作。當(dāng)三相嚴(yán)重 不對稱時，在正序性諧波含量較高的情況下，可能對負(fù)序濾波器為啟動元件的保護(hù)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(fù)序電流，引起供電系統(tǒng)電能質(zhì)量指標(biāo)嚴(yán)重惡化，多次造成發(fā)電機的負(fù)序電流保護(hù)誤動，主變壓器的過電流保護(hù)裝置誤動，線路的距離保護(hù)振 蕩閉鎖裝置誤動，高頻保護(hù)收發(fā)訊機誤動，母線差動保護(hù)誤動的故障濾波器誤動的事。

近年來，微機保護(hù)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(hù)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(hù)產(chǎn)生干擾，使差動保護(hù)動作跳閘的事故。

諧波電流對數(shù)字型差動保護(hù)的影響

數(shù)字型差動保護(hù)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(yīng)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(yīng)型電能表的電子型電能計量準(zhǔn)確的頻率響應(yīng)進(jìn)行測試和分析，諧波對電能計量的準(zhǔn)確度存在著一定的影響。

負(fù)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(fù)荷的應(yīng)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(yīng)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(dāng)三相電壓不對稱時，定子繞組上產(chǎn)生負(fù)序電流，并勵磁產(chǎn)生負(fù)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(fù)序過電流可以將電機定子繞組燒毀。負(fù)序性的諧波分量(5次、7次、11次……)對電機的 影響與負(fù)序過電壓的效果一樣。當(dāng)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(biāo)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(hù)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(dǎo)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(jìn)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(yīng)有的調(diào)節(jié)程度，使電壓偏差等電能質(zhì)量指標(biāo)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(fù)載對電能質(zhì)量指標(biāo)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(dǎo)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(fù)載的保護(hù)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(yīng)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(yīng)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(zāi)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(fù)荷一般只占整個建筑物用電負(fù)荷的一小部分。在大多情況，民用建筑物內(nèi)動力的照明負(fù)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(fù)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。