諧波治理連載3諧波電流會(huì)導(dǎo)致哪些故障現(xiàn)象？
非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流對于配電系統(tǒng)以及配電系統(tǒng)所供電的電子設(shè)備都是十分有害的，典型的危害如下表所示，這些危害中，有些是諧波電流直接導(dǎo)致的（例如發(fā)熱），有些危害是諧波電流產(chǎn)生諧波電壓導(dǎo)致的（例如對其他設(shè)備的影響）。由于產(chǎn)生這些問題的根源在于負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流，因此統(tǒng)稱為諧波電流的問題。
如表：諧波電流導(dǎo)致的故障現(xiàn)象
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現(xiàn)象 |
后果 |
原因 |
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電纜過熱 |
電纜早期老化，絕緣損壞 |
諧波電流的頻率更高，電流發(fā)出的熱量與頻率的平方成正比 |
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變壓器過熱 |
縮短變壓器壽命，降低變壓器的有效容量 |
頻率較高的電流產(chǎn)生更大的銅損和鐵損 |
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變壓器噪聲大 |
降低環(huán)境舒適性 |
諧波電流所在的頻率更接近人耳的敏感區(qū) |
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零線中電流過大 |
電纜加速老化甚至誘發(fā)火災(zāi) |
單相變頻器產(chǎn)生的3次諧波在零線上疊加，電流有效值接近相線的1.7倍，并且電流頻率更高（發(fā)熱嚴(yán)重） |
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電網(wǎng)上的設(shè)備性能降低 |
CNC、PLC、UPS、變頻器等誤動(dòng)作或者壽命縮短 |
諧波電流流過電網(wǎng)阻抗時(shí)，產(chǎn)生了諧波電壓，這些諧波電壓對電子設(shè)備形成干擾 |
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無功補(bǔ)償電容過流 |
電容過熱甚至損壞、諧波放大、電容不能投切等 |
諧波電流更容易流過電容，造成電容過載，諧波電流還會(huì)誘發(fā)諧振，在電容上產(chǎn)生更大的諧波電流，導(dǎo)致電容過熱。 |
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電機(jī)發(fā)熱、振動(dòng) |
電機(jī)繞組或軸承損壞 |
諧波電流施加在電機(jī)上導(dǎo)致高頻電流和負(fù)序電流，這是電機(jī)所不允許的 |
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降低發(fā)電機(jī)或UPS的額定功率 |
發(fā)電機(jī)和UPS達(dá)不到額定的輸出功率 |
發(fā)電機(jī)和UPS的內(nèi)阻較大，諧波電流流過這些電源時(shí)，會(huì)產(chǎn)生更大的諧波電壓，導(dǎo)致輸出電壓畸變過大，不能滿足負(fù)載的要求 |
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保護(hù)設(shè)備的誤動(dòng)作 |
意外跳閘、斷電，影響正常生產(chǎn) |
大部分保護(hù)設(shè)備是按照正弦波電壓和電流進(jìn)行設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)的，不適應(yīng)諧波的場合 |
總結(jié)：
諧波電流導(dǎo)致的故障現(xiàn)象分為兩大類：
、導(dǎo)致電纜或變壓器過熱；
**、導(dǎo)致電網(wǎng)上的其他設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng)作或性能降低。無論那類故障現(xiàn)象，元兇都是諧波電流，過熱是由于電流直接導(dǎo)致的，干擾其它設(shè)備是由諧波電流產(chǎn)生諧波電壓后導(dǎo)致的。
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