電流諧波對電氣設(shè)備的危害及其控制研究

張春初

（廣東 河源 517000）

電流諧波對電氣設(shè)備的危害及其控制研究

張春初

（廣東 河源 517000）

本文以電流諧波以及電氣設(shè)備為主要研究對象，針對電流諧波對電氣設(shè)備產(chǎn)生的危害以及如何對其危害進行控制兩個方面進行了討論與闡述。

電流諧波；電氣設(shè)備；控制研究

隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，電氣設(shè)備已經(jīng)成為社會發(fā)展的主要推動力之一。在生產(chǎn)生活中都具有十分廣泛而重要的作用。然而，電流諧波對于電氣設(shè)備的影響也越來越嚴重，各種問題亟待解決。

1　電流諧波對電氣設(shè)備的危害

1.1電流諧波阻礙電氣設(shè)備的正常工作

在二相供電的電氣設(shè)備的工作過程中，當電氣設(shè)備所處的頻率為基頻時，利用相線接法的二項體系中的中點的相位多會產(chǎn)生不同程度的120°移動角的電動偏移。在正常的工作狀態(tài)下，中性線應(yīng)處于零值的狀態(tài)。但是當電流諧波產(chǎn)生影響時，因為電流諧波所具有的頻率相對比較高，因此，常規(guī)的抵消操作不可執(zhí)行，這樣，中性導(dǎo)線自身的產(chǎn)熱量大大疊加，從而產(chǎn)生導(dǎo)線過熱的現(xiàn)象，最后將會導(dǎo)致電氣設(shè)備不能夠正常工作，對電氣設(shè)備產(chǎn)生極大的危害。

1.2加快電氣設(shè)備供電系統(tǒng)老化

由于電流諧波具有很高的頻率，因此，同時也會帶動整個電力系統(tǒng)中的正弦波大大提高，較高的正弦波會對電氣設(shè)備的供電元件造成很大的負面影響，例如，大大提高供電器件的渦流損耗，或者造成供電元件停止工作的情況發(fā)生。供電系統(tǒng)中的供電元件的外層均有絕緣材料包裹，從而提高元件的耐腐蝕性，保證供電元件的使用年限。然而，高頻率的電流諧波造成的電力系統(tǒng)中的正弦波大大提高，隨著升高的還有供電元件的外層絕緣物質(zhì)所受到的電應(yīng)力，造成外層的“保護罩”極易受到侵蝕，與此同時，絕緣材料內(nèi)部的銅質(zhì)導(dǎo)線所消耗的能量也隨著大幅度提高，而導(dǎo)致倒顯得溫度升高，供電系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲增大，最后，導(dǎo)致整體的供電系統(tǒng)中的各部分供電元件的老化速度大大加快，使用年限大大降低。

1.3電氣設(shè)備產(chǎn)生損毀

在電氣設(shè)備系統(tǒng)中，大多數(shù)電氣設(shè)備長期的供電狀態(tài)是非周期性變動的，如果電氣設(shè)備中存有大量的高頻率電流諧波，則會在很大程度上影響電氣設(shè)備的運行，導(dǎo)致電氣設(shè)備的負荷大大提高。若在一定的情況下，電氣設(shè)備處于串聯(lián)或者并聯(lián)的諧振狀態(tài)下，與此同時，電氣設(shè)備的頻率滿足一定值時，就會產(chǎn)生諧波振蕩的現(xiàn)象，諧波振蕩會在很大程度上導(dǎo)致電氣設(shè)備中的電機模塊產(chǎn)生很大的負面影響，例如，對電氣儀表的測量精準度造成極大影響，當測量頻率比較高的諧波電流或者頻次過高時，電氣儀表都有停轉(zhuǎn)甚至被燒壞的可能性。當電流諧波的電壓值過高時，很有可能與電力系統(tǒng)的電壓產(chǎn)生疊加現(xiàn)象，這樣會使得電容器兩端的電壓大大增加，導(dǎo)致電容器不能夠正常工作，引起過電壓的現(xiàn)象發(fā)生；其次，諧波振蕩也會導(dǎo)致電機模塊產(chǎn)生一定的振蕩力矩，更嚴重者會導(dǎo)致機械共振的情況發(fā)生，大大的影響電氣設(shè)備的正常工作，甚至?xí)p壞電氣設(shè)備。

2　關(guān)于電流諧波對電氣設(shè)備的影響的控制研究

2.1從供電源頭控制電流諧波的影響

由于電流諧波多產(chǎn)生于供電源頭，因此，關(guān)于電流諧波對電氣設(shè)備的影響的控制，最有效的方法之一就是從電流諧波產(chǎn)生的源頭進行控制，對供電源頭進行治理以及控制，從根本上解決電流諧波對電氣設(shè)備產(chǎn)生影響的現(xiàn)象問題。具體的解決操作方法有很多，例如，由于非線性負荷會產(chǎn)生電流諧波，因此，相關(guān)工作人員可以在供電設(shè)備的公共連接點將線性負荷以及非線性負荷分離開，并且對二者進行分開供電，防止非線性負荷在工作時產(chǎn)生的電流諧波對線性負荷產(chǎn)生影響。與此同時，在從供電源頭對電流諧波的影響進行控制中，另一個十分有效、十分重要的解決方法為無功補償。無功補償是供電系統(tǒng)中十分常見的一種應(yīng)用方法，它可以在很大程度上對受電端的電壓產(chǎn)生穩(wěn)定作用，與此同時，對穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高供電質(zhì)量等方法也具有不可小覷的積極影響。

2.2接入有源諧波濾除裝置

有源諧波濾除裝置是一種能夠動態(tài)的對諧波進行抑制，對無功功率進行有效補償?shù)墓╇娤到y(tǒng)輔助裝置。對于頻率以及幅值都有非周期性變化的電流諧波以及變化的無功功率，能夠有效的對其進行補償。由于有源諧波濾除裝置的成本相對比較高，而且便攜性比較低，因此，有源諧波濾除裝置的應(yīng)用場合有了十分大的限制，有源諧波濾除裝置多應(yīng)用于計算機控制系統(tǒng)以及寫字樓或者公司、工廠的供電系統(tǒng)之中。有源諧波濾除裝置通過根據(jù)供電系統(tǒng)的諧波頻率、諧波幅度、諧波相位以及諧波電流，構(gòu)建一個與系統(tǒng)的諧波頻率相同的、與系統(tǒng)的諧波電流的幅度相同而相位相反的、并且與系統(tǒng)中的諧波電流正好相互抵消的諧波電流，以達到有效的使得電網(wǎng)電流只含基波分量從而對電流諧波進行抑制以及消除的最終目的。根據(jù)以上原理，有源諧波濾除裝置可以完全忽略電網(wǎng)阻抗產(chǎn)生的影響，適時的對頻率以及幅值都進行非周期性變化的電流諧波進行適當?shù)摹⒂行У难a償，對于電流諧波的濾除效果也有了良好的保障。

綜上所述，電流諧波的產(chǎn)生途徑越來越多，傳播越來越廣泛，對電氣設(shè)備造成的諸如影響電氣設(shè)備的應(yīng)用效果、加快電氣設(shè)備老化速度、甚至損壞電氣設(shè)備在內(nèi)的各種危害也越來越嚴重。因此，相關(guān)工作人員需要充分意識到電流諧波的危害，及時采取措施從各個環(huán)節(jié)著手，對此現(xiàn)象進行改善。

TM53

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1673-0038（2015）34-0275-01

2015-8-5