諧波問題由來已久,近年來這一問題由於兩個因素的共同作用使諧波變得更加嚴重。這兩個因素是:工業界為提高生產效率和可靠性而廣泛使用變頻器等電力電子裝置,使得諧波源大量增加;電力用戶為改善功率因數而大量增加電容器組,並聯電容器以諧振的方式加重了諧波的危害。非線性負荷產生的諧波電流注入電網,使變壓器低壓側諧波電壓升高,低壓側負荷由於諧波干擾而影響正常工作;另一方面諧波電壓又通過供電變壓器傳遞到高壓側干擾其它用戶。高次諧波的危害具體表現在以下幾個方面:(1)導致輸入電源的輸入功率因數下降、電能的可利用率下降,從而造成日常的運維成本的增大。相關的統計資料顯示:在後接負載量不變的條件下,在釆用適當的諧波電流治理措施後,如果能將輸入電流畸變率THD_I從32%下降到9%左右的話,就可將它們的輸入視在電流下降10%左右,或使功率因數提高11%。(2)因輸入變壓器、發電機、電力電纜、電動機和斷路器開關的溫升增高而導致其故障率增大,迫使它們必須進入降額使用工作狀態,從而造成低壓供電系統的建設投資成本的增大。例如,一臺負載率為76%的乾式變壓器,帶有6脈衝整流型非線性負載且其輸入電流畸變為THD_I=30%左右時,與帶電阻性負載時的工作溫度相比,變壓器繞組的工作溫升相對升高70℃。這是由於高次諧波電流產生的高頻“趨膚效應”產生的額外“銅耗”,而導致變壓器的工作溫度額外升高。(3)諧波電流使開關設備在起動瞬間產生很高的浪湧電流,破壞絕緣,還會引起開關跳脫、引起誤動作。保護電器電流中含有的諧波會產生額外轉距,改變電器動作特性,引起誤動作,甚至改變其操作特性,或燒毀線圈。(4)計算機和一些其它電子設備,通常要求總諧波電壓畸變率(THD)小於5%,且個別諧波電壓畸變率低於3%,較高的畸變量可導致控制設備誤動作,進而造成生產或運行中斷,導致較大的經濟損失。據IBM統計,電腦“死機”等故障的罪魁禍首,60%與諧波有關。(5)高次諧波由於頻率增大,電容器對高次諧波阻抗減小,因過電流而導致溫度升高過熱、甚至損壞電容器;電容器與系統中的感性負荷構成的並聯或串聯電路,還有可能發生共振,放大諧波電流或電壓,加重諧波的危害。諧波經由電容器組和電網電感形成的並聯諧振回路,可被放大到20倍,使電容器無法投入使用。
諧波問題由來已久,近年來這一問題由於兩個因素的共同作用使諧波變得更加嚴重。這兩個因素是:工業界為提高生產效率和可靠性而廣泛使用變頻器等電力電子裝置,使得諧波源大量增加;電力用戶為改善功率因數而大量增加電容器組,並聯電容器以諧振的方式加重了諧波的危害。非線性負荷產生的諧波電流注入電網,使變壓器低壓側諧波電壓升高,低壓側負荷由於諧波干擾而影響正常工作;另一方面諧波電壓又通過供電變壓器傳遞到高壓側干擾其它用戶。高次諧波的危害具體表現在以下幾個方面:(1)導致輸入電源的輸入功率因數下降、電能的可利用率下降,從而造成日常的運維成本的增大。相關的統計資料顯示:在後接負載量不變的條件下,在釆用適當的諧波電流治理措施後,如果能將輸入電流畸變率THD_I從32%下降到9%左右的話,就可將它們的輸入視在電流下降10%左右,或使功率因數提高11%。(2)因輸入變壓器、發電機、電力電纜、電動機和斷路器開關的溫升增高而導致其故障率增大,迫使它們必須進入降額使用工作狀態,從而造成低壓供電系統的建設投資成本的增大。例如,一臺負載率為76%的乾式變壓器,帶有6脈衝整流型非線性負載且其輸入電流畸變為THD_I=30%左右時,與帶電阻性負載時的工作溫度相比,變壓器繞組的工作溫升相對升高70℃。這是由於高次諧波電流產生的高頻“趨膚效應”產生的額外“銅耗”,而導致變壓器的工作溫度額外升高。(3)諧波電流使開關設備在起動瞬間產生很高的浪湧電流,破壞絕緣,還會引起開關跳脫、引起誤動作。保護電器電流中含有的諧波會產生額外轉距,改變電器動作特性,引起誤動作,甚至改變其操作特性,或燒毀線圈。(4)計算機和一些其它電子設備,通常要求總諧波電壓畸變率(THD)小於5%,且個別諧波電壓畸變率低於3%,較高的畸變量可導致控制設備誤動作,進而造成生產或運行中斷,導致較大的經濟損失。據IBM統計,電腦“死機”等故障的罪魁禍首,60%與諧波有關。(5)高次諧波由於頻率增大,電容器對高次諧波阻抗減小,因過電流而導致溫度升高過熱、甚至損壞電容器;電容器與系統中的感性負荷構成的並聯或串聯電路,還有可能發生共振,放大諧波電流或電壓,加重諧波的危害。諧波經由電容器組和電網電感形成的並聯諧振回路,可被放大到20倍,使電容器無法投入使用。