諧波對供配電的危害

主要表現在以下幾個(gè)方面：

對供配電線(xiàn)路的危害

影響線(xiàn)路的穩定運行

供配電系統中的電力線(xiàn)路與電力變壓器一般采用電磁式繼電器、感應式繼電器或晶體管繼電器予以檢測保護，使得在故障情況下保證線(xiàn)路與設備的安全。特別對于電磁式繼電器來(lái)說(shuō)，電力諧波常會(huì )引起繼電保護及自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)，使其動(dòng)作失去選擇性，可靠性降低，容易造成系統事故，嚴重威脅電力系統的安全運行。

晶體管繼電器雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于采用了整流取樣電路，容易受諧波影響，產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)。這樣，諧波將嚴重威脅供配電系統的穩定與安全運行。

影響電網(wǎng)的質(zhì)量

電力系統中的諧波能使電網(wǎng)的電壓與電流波形發(fā)生畸變。配電系統中的中性線(xiàn)，由于熒光燈、調光燈、計算機等負載，會(huì )產(chǎn)生大量的奇次諧波，其中3次諧波的含量較多，可達40%；三相配電線(xiàn)路中，相線(xiàn)上3的整數倍諧波在中性線(xiàn)上會(huì )疊加，使中性線(xiàn)的電流值可能超過(guò)相線(xiàn)上的電流。另外，相同頻率的諧波電壓與諧波電流要產(chǎn)生同次諧波的有功功率與無(wú)功功率，從而降低電網(wǎng)電壓，浪費電網(wǎng)的容量。

對電力電容器的危害

當電網(wǎng)存在諧波時(shí)，投入電容器后其端電壓增大，通過(guò)電容器的電流增加得更多，使電容器損耗功率增加。對于膜紙復合介質(zhì)電容器，雖然允許有諧波時(shí)的損耗功率為無(wú)諧波時(shí)損耗功率的1.38倍；對于全膜電容器允許有諧波時(shí)的損耗功率為無(wú)諧波時(shí)的1.43倍,但如果諧波含量較高,超出電容器允許條件,就會(huì )使電容器過(guò)電流和過(guò)負荷,損耗功率超過(guò)上述值，使電容器異常發(fā)熱，在電場(chǎng)和溫度的作用下絕緣介質(zhì)會(huì )加速老化。尤其是電容器投入在電壓已經(jīng)畸變的電網(wǎng)中時(shí)，還可能使電網(wǎng)的諧波加劇，即產(chǎn)生諧波擴大現象。另外，諧波的存在往往使電壓呈現尖頂波形，尖頂電壓波易在介質(zhì)中誘發(fā)局部放電，且由于電壓變化率大，局部放電強度大，對絕緣介質(zhì)更能起到加速老化的作用，從而縮短電容器的使用壽命。一般來(lái)說(shuō)，電壓每升高10 %，電容器的壽命就要縮短1/2左右。再者，在諧波嚴重的情況下，還會(huì )使電容器鼓肚、擊穿或爆炸。

對電力變壓器的危害

諧波使變壓器的銅耗增大，其中包括電阻損耗、導體中的渦流損耗與導體外部因漏磁通引起的雜散損耗都要增加。諧波還使變壓器的鐵耗增大，這主要表現在鐵芯中的磁滯損耗增加。諧波使電壓的波形變得越差，則磁滯損耗越大。同時(shí)由于以上兩方面的損耗增加，因此要減少變壓器的實(shí)際使用容量，或者說(shuō)在選擇變壓器額定容量時(shí)，需要考慮留出電網(wǎng)中的諧波含量。除此之外，諧波還導致變壓器噪聲增大，變壓器的振動(dòng)噪聲主要是由于鐵芯的磁致伸縮引起的，隨著(zhù)諧波次數的增加，振動(dòng)頻率在1kHZ左右的成分使混雜噪聲增加，有時(shí)還發(fā)出金屬聲。

對電力電纜的危害

由于諧波次數高頻率上升，再加之電纜導體截面積越大趨膚效應越明顯，從而導致導體的交流電阻增大，使得電纜的允許通過(guò)電流減小。另外，電纜的電阻、系統母線(xiàn)側及線(xiàn)路感抗與系統串聯(lián)，提高功率因數用的電容器及線(xiàn)路的容抗與系統并聯(lián)，在一定數值的電感與電容下可能發(fā)生諧振。

對用電設備的危害

對電動(dòng)機的危害

諧波對異步電動(dòng)機的影響，主要是增加電動(dòng)機的附加損耗，降低效率，嚴重時(shí)使電動(dòng)機過(guò)熱。尤其是負序諧波在電動(dòng)機中產(chǎn)生負序旋轉磁場(chǎng)，形成與電動(dòng)機旋轉方向相反的轉矩，起制動(dòng)作用，從而減少電動(dòng)機的出力。另外電動(dòng)機中的諧波電流，當頻率接近某零件的固有頻率時(shí)，還會(huì )使電動(dòng)機產(chǎn)生機械振動(dòng)，發(fā)出很大的噪聲。

對低壓開(kāi)關(guān)設備的危害

對于配電用斷路器來(lái)說(shuō)，全電磁型的斷路器易受諧波電流的影響，使鐵耗增大而發(fā)熱，同時(shí)由于對電磁鐵的影響與渦流影響，使脫扣困難，且諧波次數越高影響越大；熱磁型的斷路器，由于導體的集膚效應與鐵耗增加而引起發(fā)熱，使得額定電流降低與脫扣電流降低；電子型的斷路器，諧波也會(huì )使其額定電流降低，尤其是檢測峰值的電子斷路器，額定電流降低得更多。由此可知，上述三種配電斷路器都可能因諧波產(chǎn)生誤動(dòng)作。

對漏電斷路器的危害

對于漏電斷路器來(lái)說(shuō)，由于諧波匯漏電流的作用，可能使斷路器異常發(fā)熱，出現誤動(dòng)作或不動(dòng)作。對于電磁接角器來(lái)說(shuō)，諧波電流使磁體部件溫升增大，影響接點(diǎn)，線(xiàn)圈溫度升高使額定電流降低。對于熱繼電器來(lái)說(shuō)，因受諧波電流的影響也要使額定電流降低。在工作中它們都有可能造成誤動(dòng)作。

對弱電系統設備的干擾

電力線(xiàn)路上流過(guò)的幅值較大的奇次低頻諧波電流，通過(guò)電磁感應、靜電感應與傳導方式耦合時(shí)，會(huì )在鄰近電力線(xiàn)的通信線(xiàn)路中產(chǎn)生干擾電壓，其中電感應與靜電感應的耦合強度與干擾頻率成正比，傳導則通過(guò)公共接地耦合，有大量不平衡電流流入接地極，從而干擾計算機網(wǎng)絡(luò )、通信、有線(xiàn)電視、報警與樓宇自動(dòng)化等弱電設備。

影響電力測量的準確性

目前采用的電力測量?jì)x表中有磁電型和感應型，它們受諧波的影響較大。特別是電能表（多采用感應型），當諧波較大時(shí)，將產(chǎn)生計量混亂，測量不準確。

諧波對人體有影響

從人體生理學(xué)來(lái)說(shuō)，人體細胞在受到刺激興奮時(shí)，會(huì )在細胞膜靜息電位基礎上發(fā)生快速電波動(dòng)或可逆翻轉，其頻率如果與諧波頻率相接近，電網(wǎng)諧波的電磁輻射就會(huì )直接影響人的腦磁場(chǎng)與心磁場(chǎng)。