温馨提示：祥和节能集团首席科学家兼国家节能减碳产业创新联盟理事长、四川大学锦城学院特聘教授、节能减碳高级专家伍泽涌先生，率领祥和节能集团总工办、产品研发部、技术保障处及安装工程部的专业技术人员，按照科学、实用、通俗的原则，在国家节能减碳产业创新联盟官网及其公众号、祥和节能集团官网及其公众号、国家节能减碳产业创新联盟10大微信圈，自2019年8月9日起同时开讲，每天1讲（周六、周日、节假日除外）。敬请关注和浏览。

 

 

第八十一讲 谐波具体的来源与危害

 

谐波的来源主要有两个方面，一是输配电系统产生的，二是用电设备产生的，并且这是谐波的主要来源。其产生的原因是正弦电压加压于非线性负载，但流过的电流是非正弦的，电流波形发生畸变。

 

祥和中央节能保护装置

 

从用电设备角度看，主要有以下三类：

 

一是电子装置：如整流器、逆变器、斩波器、变频器等各种各样的直流变流装置，以及双向晶间管可控开关设备。晶闸管整流装置等，统计表明，电力电子装置所产生的谐波，占所有谐波的40%，是最大的谐波源。

 

二是变压器：这是配电系统中产生谐波最多的设备。因为变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，国中上变压器设计时的经济性考虑，将其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，造成磁化电流呈尖顶波形，导致含有奇次谐波。其谐波的大小，与磁铁的结构形式、铁心的饱和度有关。铁心的饱和度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流就越大。其中，3次谐波电流，可高达额定电流的0.5%。

 

三是用户端的低压电气设备产生的谐波。各种节能灯、计算机、电冰箱、洗衣机、微波炉、激光打印机、充电器、医疗设备、调整马达等电气设备，通常含有非线性元件。空调用压缩机、大型电梯等，都用昌闸管小功率整流装置，小容量变压器等，其励磁电流所占比例较大。虽然单个容量小，从数十瓦到数千瓦不等，但因数量大，分布广泛，产生的高次谐波也不少。

 

祥和集团总部

 

其它非线性设备也是电力系统谐波源，如电抗器、气体放电灯、电弧焊设备、电弧炉、整流设备、电子电压调整设备、变频设备、电弧炉、感应炉、现代工业设施为节能和控制使用各种电力电子设备、非线性负荷以及多种家用电器和照明设备、办公设备等。

 

谐波的危害主要有：

 

（1）由于谐波不经治理是无法自然消除的，因此大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热，从而加大了电力运行成本，增加了电费的支出。

 

（2）谐波电流会影响电力系统的多个工作环节，包括变压器、中性线，还有电动机、发电机和电容器等。无功补偿电容器会因电网电压谐波畸变而产生过热，谐波将导致严重过流；谐波电流会导致变压器、电动机和备用发电机的运行温度(K参数)严重升高。中性线上的过电流（由谐波和不平衡引起）不仅会使导线温度升高，造成绝缘损坏，而且会在三相变压器线圈中产生环流，导致变压器磁滞和铜耗增加，所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热，噪声增大，从而加速绝缘老化，大大缩短了变压器、电动机的使用寿命，降低供电可靠性，极有可能在生产过程中造成断电的严重后果。

 

（3）电网中含有大量的谐波源（变频或整流设备）以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷，这些电气设备处于经常的变动之中，极易构成串联或并联的谐振条件。当电网参数配合不利时，在一定的频率下，形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电力系统的安全运行，如不加以治理极易引发输配电事故的发生。

 

（4）对旋转的发电机、电动机，由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁芯中产生附加损耗，从而降低发输电及用电设备的效率，更为严重的是谐波振荡容易使汽轮发电机产生震荡力矩，可能引起机械共振，造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳循环，导致设备无法正常工作。

 

祥和系列节能监测设备

 

（5）继电保护自动装置对于保证电网的安全运行具有十分重要的作用。但是，由于谐波的大量存在，易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动，特别在广泛应用的微机保护、综合自动化装置中表现突出，引起区域（厂内）电网瓦解，造成大面积停电等恶性事故。

 

（6）电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误差，达不到正确指示及计量(计量仪表的误差主要反映在电能表上)。断路器开断谐波含量较高的电流时，断路器的遮断能力将大大降低，造成电弧重燃，发生短路，甚至断路器爆炸。

 

（7）由于谐振波的长期存在,电机等设备运行增大了振动, 使生产误差加大,降低产品的加工精度，降低产品质量。

 

（8）当输电线路与通讯线路平行或相距较近时，由于两者之间存在静电感应和电磁感应，形成电场耦合和磁场耦合，谐波分量将在通讯系统内产生声频干扰，从而降低信号的传输质量，破坏信号的正常传输，不仅影响通话的清晰度，严重时将威胁通讯设备及人身安全。

 

祥和监测机器人

 

 

 

祥和节能集团（成都祥和云端节能设备集团有限公司），是成立于1992年的成都高新区的国家级高新技术企业，是国家节能减碳产业创新联盟与四川省节能减碳产业创新联盟的依托单位和理事长单位，荣获中国节能节电行业标杆企业称号，是工信部、商务部、国家机关事务管理局“三部局”推荐的祥和中央节能保护装置的发明者，是集用能安全与能效监测一体的祥和监测机器人的研发单位，在北京、上海、重庆、广州、青岛、合肥、西安等地拥有40多家子公司或合资公司，以“让用电更安全更省钱”为宗旨，以“致力于成为解决新时代用电问题的领先者”为愿景。专家答疑电话：13908004376 伍先生。

 

 

 

 

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