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谐波对各类用电设备的影响


时间:2012-09-24 14:09  

由于集肤效应、磁带、涡流等现象将随着谐波次数的***而使得各类旋转电机的铁芯和绕组中产生的附加损耗增加。在一般通常的工业用户中,各类电动机负载往往要占整个负载的80%—85%。由此可见,谐波对一般工业用户会带来很大的不必要的电能损耗。此外,谐波造成的电机转子的脉冲转矩也将使电机的转轴产生扭曲振动,使设备造成疲劳而过度损坏。

谐波对各类变压器的影响:

由于谐波造成的变压器铁芯中的磁通量的减少和变压器绕组中导线的集肤效应加大,也就是最通常的铁损、铜损增加,必然造成变压器工作温度上升,形成***循环,降低效率。一般来说,谐波容易造成星形变压器产生谐振现象,对三角形变压器在绕组中形成环流而过热。

谐波对用户供电系统中电缆的影响:

由于用户系统中导线阻抗的频率特性,导线的电阻会随着频率的升高而增加,又由于导线中集肤效应的作用,谐波会使得用户自身供电系统中导线的附加损耗增加。尤其值得注意的是这类谐波还会使三相供电系统中的中性线的电流增大,导致中性线过载,大大浪费了用户的用电成本。又由于输电导线不可避免的存在分布的线路电感和对地电容,当这类电感和电容与产生谐波的设备组成串联或并联回路时,会发生串联谐振或并联谐振。这类谐振产生的过电压和过电流反过来又对上述相关设备造成很大的危害。

谐波对各类电力电容器(包括补偿电容)的影响:

由于大部分电容器的电容对于高次谐波呈现低阻抗,从而在高次谐波的影响下很容易击穿,有的电容器的电容和系统电路中的感抗组成的谐振回路的谐振频率等于或接近于某次谐波分量的频率时,就会使得谐波电流放大,引起电容器过热,过电压而不能正常工作,或加速电容器老化,缩短寿命。

谐波对通信系统的干扰影响:

通信系统少不了的换流设备和UPS设备本身是很严重的谐波源,这类设备产生的谐波频率一般在3—10KHZ之间,该频段和谐波必然会干扰载波通信的正常工作,由此产生的干扰电压将会严重影响通信线路的通信质量,甚至于在某些状况下还会造成通信线路的中断等严重后果。

谐波对自动化流水线、数控机床、工作母机类精密设备的影响:

众所周知,绝大部分的数控类设备都通过一系列的交直流电机,通过变频调速来控制的。在此过程中谐波的瞬时脉冲会引起控制元件的误动作。尤其是由于数控设备中的控制用芯片中的电容受到谐波的影响,很容易老化甚至短路,引起设备不能工作。另外在这类精密加工设备的各类继电器的接触点上,在谐波的作用下很容易形成一个氧化碳膜层,既增加了接触点的阻抗又大大降低了控制器的灵敏度。

谐波对整流器件的影响:

任何一种整流装置在整流的每一导通和换相过程中都会产生电压的突跳,从而形成大量的各次谐波存在,是公认的***的谐波源。这些谐波在给整流设备、电抗器、整流变压器带来过热、振动和噪音的同时,造成的电能的损耗是很大的,现单就给整流变压器作为例子来说明具体损耗的百分率:

根据变压器电能损耗公式

W(KWH)=M(磅)×△T(F)×H(小时)×0.293×〖10〗^(-3)

这里W为由于变压器温度升高的电能损耗数;M为变压器的质量,用磅表示;△T为温度变换量,用华氏计算T=T_2-T_1=(T_2℃×9/5)—(T_1℃×9/5);H为工作小时;0.293为常数。

例如一个10.000KVA的整流变压器,质量为10吨,约20000磅,T从20℃升高到40℃即40×9/5-20×9/5=36°F=△T,一年工作以8000小时计,则一年由于该变压器温升所消耗的电能为:

W=20000×36×8000×0.293×〖10〗^(-3)=1687680KWH(度)

以10000KVA的整流变压器正常工作的负载率以90%计算,一年共耗电:10000×0.9×8000=72000000KWH(度)。则单单由于变压器升温所浪费的电能要占到总耗电的1687680/72000000=2.3%。

谐波对各诸如***、海关、证券公司、机场等大区域联网作业的用户的影响:

为确保大区域联网工作的网络平台能正常运行,UPS设备对这类用户是必不可少的。但是UPS在整流充电过程中所产生的谐波一方面会影响到计算机网络中来,造成网络莫名其妙的雪崩;、出错等。另一方面,这些谐波反过来又使UPS中的蓄电池中的极板加速氧化,而逐渐失效,严重的将根本起不到不间断电源的本身作用,从而对上述重要用户带来很大的损害。

谐波对雷达系统,测控设备的影响:

航天航空的地面测控系统,雷达系统的正常工作关系到***人民的利益,设备供电电源中任何瞬时脉冲、浪涌和谐波都会引起各尖精密测试仪器、控制系统一连串的不正常的反应,哪怕某一个继电器的接触点由于谐波造成接触点表面形成阻抗很小的氧化膜,使继电器灵敏度降低而造成的危害将是无法弥补的。

谐波对各类蓄电池充电设备的影响:

无论是UPS中的蓄电池还是汽车、地铁、电动车甚至小到手机中的蓄电池,大家都知道一个普遍现象就是使用一段时间后蓄电池的蓄电量会大大低于原出厂标定值,有些生产这类蓄电池的厂家也会由于出厂电池达不到设计值而想尽办法。其实真正的原因就是在蓄电池的充电过程中电源中由于整流、换流等非线性的原理,使谐波的含量很高,不但使各类蓄电池的极板表面严重氧化而充电不足,而且使充电过程中的电能的浪费达到惊人的程度。

我们可以发现随着电路系统中高科技设备(大多数是非线性用电负载)的日益增多,电路中的谐波等杂质会越来越多,通过对电路系统的分板、设计、安装KYXBXZ新型电网谐波吸收装置将达到惊人的效果。



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