張春初

（廣東 河源 517000）

電流諧波對(duì)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(duì)象，針對(duì)電流諧波對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生的危害以及如何對(duì)其危害進(jìn)行控制兩個(gè)方面進(jìn)行了討論與闡述。

電流諧波；電氣設(shè)備；控制研究

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，電氣設(shè)備已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的主要推動(dòng)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(duì)于電氣設(shè)備的影響也越來越嚴(yán)重，各種問題亟待解決。

1　電流諧波對(duì)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(dāng)電氣設(shè)備所處的頻率為基頻時(shí)，利用相線接法的二項(xiàng)體系中的中點(diǎn)的相位多會(huì)產(chǎn)生不同程度的120°移動(dòng)角的電動(dòng)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(dāng)電流諧波產(chǎn)生影響時(shí)，因?yàn)殡娏髦C波所具有的頻率相對(duì)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(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備不能夠正常工作，對(duì)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(shí)也會(huì)帶動(dòng)整個(gè)電力系統(tǒng)中的正弦波大大提高，較高的正弦波會(huì)對(duì)電氣設(shè)備的供電元件造成很大的負(fù)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(hù)罩”極易受到侵蝕，與此同時(shí)，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(zhǎng)期的供電狀態(tài)是非周期性變動(dòng)的，如果電氣設(shè)備中存有大量的高頻率電流諧波，則會(huì)在很大程度上影響電氣設(shè)備的運(yùn)行，導(dǎo)致電氣設(shè)備的負(fù)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(shí)，電氣設(shè)備的頻率滿足一定值時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生諧波振蕩的現(xiàn)象，諧波振蕩會(huì)在很大程度上導(dǎo)致電氣設(shè)備中的電機(jī)模塊產(chǎn)生很大的負(fù)面影響，例如，對(duì)電氣儀表的測(cè)量精準(zhǔn)度造成極大影響，當(dāng)測(cè)量頻率比較高的諧波電流或者頻次過高時(shí)，電氣儀表都有停轉(zhuǎn)甚至被燒壞的可能性。當(dāng)電流諧波的電壓值過高時(shí)，很有可能與電力系統(tǒng)的電壓產(chǎn)生疊加現(xiàn)象，這樣會(huì)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(huì)導(dǎo)致電機(jī)模塊產(chǎn)生一定的振蕩力矩，更嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致機(jī)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(duì)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(duì)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(jìn)行控制，對(duì)供電源頭進(jìn)行治理以及控制，從根本上解決電流諧波對(duì)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(fù)荷會(huì)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(diǎn)將線性負(fù)荷以及非線性負(fù)荷分離開，并且對(duì)二者進(jìn)行分開供電，防止非線性負(fù)荷在工作時(shí)產(chǎn)生的電流諧波對(duì)線性負(fù)荷產(chǎn)生影響。與此同時(shí)，在從供電源頭對(duì)電流諧波的影響進(jìn)行控制中，另一個(gè)十分有效、十分重要的解決方法為無功補(bǔ)償。無功補(bǔ)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(duì)受電端的電壓產(chǎn)生穩(wěn)定作用，與此同時(shí)，對(duì)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(dòng)態(tài)的對(duì)諧波進(jìn)行抑制，對(duì)無功功率進(jìn)行有效補(bǔ)償?shù)墓╇娤到y(tǒng)輔助裝置。對(duì)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(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。由于有源諧波濾除裝置的成本相對(duì)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(chǎng)合有了十分大的限制，有源諧波濾除裝置多應(yīng)用于計(jì)算機(jī)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(gè)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(dá)到有效的使得電網(wǎng)電流只含基波分量從而對(duì)電流諧波進(jìn)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(shí)的對(duì)頻率以及幅值都進(jìn)行非周期性變化的電流諧波進(jìn)行適當(dāng)?shù)?、有效的補(bǔ)償，對(duì)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(duì)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(yán)重。因此，相關(guān)工作人員需要充分意識(shí)到電流諧波的危害，及時(shí)采取措施從各個(gè)環(huán)節(jié)著手，對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行改善。

TM53

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1673-0038（2015）34-0275-01

2015-8-5