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諧波的危害十分嚴(yán)重。諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會(huì)引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，使電能計(jì)量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。諧波對公用電網(wǎng)和其他系統(tǒng)的危害大致有以下幾個(gè)方面：
加大企業(yè)的電力運(yùn)行成本
由于諧波不經(jīng)治理是無法自然消失的，因此大量諧波電壓電流在電網(wǎng)中游蕩并積累疊加導(dǎo)致線路損耗增加、電力設(shè)備過熱，從而加大了電力運(yùn)行成本，增加了電費(fèi)的支出。
降低了供電的可靠性
諧波電壓在許多情況下能使正弦波變得更尖，不僅導(dǎo)致變壓器、電容器等電氣設(shè)備的磁滯及渦流損耗增加，而且使絕緣材料承受的電應(yīng)力增大。諧波電流能使變壓器的銅耗增加，所以變壓器在嚴(yán)重的諧波負(fù)荷下將產(chǎn)生局部過熱，噪聲增大，從而加速絕緣老化，大大縮短了變壓器、電動(dòng)機(jī)的使用壽命，降低供電可靠性，極有可能在生產(chǎn)過程中造成斷電的嚴(yán)重后果。
引發(fā)供電事故的發(fā)生
電網(wǎng)中含有大量的諧波源（變頻或整流設(shè)備）以及電力電容器、變壓器、電纜、電動(dòng)機(jī)等負(fù)荷，這些電氣設(shè)備處于經(jīng)常的變動(dòng)之中，極易構(gòu)成串聯(lián)或并聯(lián)的諧振條件。當(dāng)電網(wǎng)參數(shù)配合不利時(shí)，在一定的頻率下，形成諧波振蕩，產(chǎn)生過電壓或過電流，危及電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，如不加以治理極易引發(fā)輸配電事故的發(fā)生。
導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作
對旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)，由于諧波電流或諧波電壓在定子繞組、轉(zhuǎn)子回路及鐵芯中產(chǎn)生附加損耗，從而降低發(fā)輸電及用電設(shè)備的效率，更為嚴(yán)重的是諧波振蕩容易使汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生震蕩力矩，可能引起機(jī)械共振，造成汽輪機(jī)葉片扭曲及產(chǎn)生疲勞循環(huán)，導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作。
引發(fā)惡性事故
繼電保護(hù)自動(dòng)裝置對于保證電網(wǎng)的可靠運(yùn)行具有十分重要的作用。但是，由于諧波的大量存在，易使電網(wǎng)的各類保護(hù)及自動(dòng)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，特別在廣泛應(yīng)用的微機(jī)保護(hù)、綜合自動(dòng)化裝置中表現(xiàn)突出，引起區(qū)域（廠內(nèi)）電網(wǎng)瓦解，造成大面積停電等惡性事故。
導(dǎo)致線路短路
電網(wǎng)諧波將使測量儀表、計(jì)量裝置產(chǎn)生誤差，達(dá)不到正確指示及計(jì)量(計(jì)量儀表的誤差主要反映在電能表上)。斷路器開斷諧波含量較高的電流時(shí)，斷路器的遮斷能力將大大降低，造成電弧重燃，發(fā)生短路，甚至斷路器爆炸。
降低產(chǎn)品質(zhì)量
由于諧振波的長期存在,電機(jī)等設(shè)備運(yùn)行增大了振動(dòng)， 使生產(chǎn)誤差加大,降低產(chǎn)品的加工精度，降低產(chǎn)品質(zhì)量。
影響通訊系統(tǒng)的正常工作
當(dāng)輸電線路與通訊線路平行或相距較近時(shí)，由于兩者之間存在靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，形成電場耦合和磁場耦合，諧波分量將在通訊系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生聲頻干擾，從而降低信號(hào)的傳輸質(zhì)量，破壞信號(hào)的正常傳輸，不僅影響通話的清晰度，嚴(yán)重時(shí)將威脅通訊設(shè)備及人身。
諧波會(huì)對鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量；重者導(dǎo)致住處丟失，使通信系統(tǒng)無法正常工作。
在理想的干凈供電系統(tǒng)中，電流和電壓都是正弦波的。在只含線性元件(電阻、電感及電容)的簡單電路里，流過的電流與施加的電壓成正比，流過的電流是正弦波。
用傅立葉分析原理，能夠把非正弦曲線信號(hào)分解成基本部分和它的倍數(shù)。
在電力系統(tǒng)中，諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負(fù)載所致。當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時(shí)，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，就形成非正弦電流，即電路中有諧波產(chǎn)生。由于半導(dǎo)體晶閘管的開關(guān)操作和二極管、半導(dǎo)體晶閘管的非線性特性，電力系統(tǒng)的某些設(shè)備如功率轉(zhuǎn)換器比較大的背離正弦曲線波形。
諧波電流的產(chǎn)生是與功率轉(zhuǎn)換器的脈沖數(shù)相關(guān)的。6脈沖設(shè)備僅有5、7、11、13、17、19 …。n倍于電網(wǎng)頻率。功率變換器的脈沖數(shù)越高，越低次的諧波分量的頻率的次數(shù)就越高。
其他功率消耗裝置，例如熒光燈的電子控制調(diào)節(jié)器產(chǎn)生大強(qiáng)度的3 次諧波( 150 赫茲)。
在供電網(wǎng)絡(luò)阻抗( 電阻) 下這樣的非正弦曲線電流導(dǎo)致一個(gè)非正弦曲線的電壓降。在供電網(wǎng)絡(luò)阻抗下產(chǎn)生諧波電壓的振幅等于相應(yīng)諧波電流和對應(yīng)于該電流頻率的供電網(wǎng)絡(luò)阻抗Z的乘積。次數(shù)越高，諧波分量的振幅越低。
只要哪里有諧波源那里就有諧波產(chǎn)生。也有可能，諧波分量通過供電網(wǎng)絡(luò)到達(dá)用戶網(wǎng)絡(luò)。例如，供電網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)用戶工廠的運(yùn)轉(zhuǎn)可能被相鄰的另一個(gè)用戶設(shè)備產(chǎn)生的諧波所干擾。
電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置的主要用途
1、測量分析公用電網(wǎng)供到用戶端的交流電能質(zhì)量，其測量分析：頻率偏差、電壓偏差、三相電壓允許不平衡度、電網(wǎng)諧波。
2、應(yīng)用小波變換測量分析非平穩(wěn)時(shí)變信號(hào)的諧波。
3、測量分析各種用電設(shè)備在不同運(yùn)行狀態(tài)下對公用電網(wǎng)電能質(zhì)量。
4、負(fù)荷波動(dòng)監(jiān)視：定時(shí)記錄和存儲(chǔ)電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、相位等電力參數(shù)的變化趨勢。
5、電力設(shè)備調(diào)整及運(yùn)行過程動(dòng)態(tài)監(jiān)視，幫助用戶分析電力設(shè)備調(diào)整及投運(yùn)過程中出現(xiàn)的問題。
6、測試分析電力系統(tǒng)中斷路器動(dòng)作、變壓器過熱、電機(jī)燒毀、自動(dòng)裝置誤動(dòng)作等故障原因。
7、測試分析電力系統(tǒng)中無功補(bǔ)償及濾波裝置動(dòng)態(tài)參數(shù)并對其功能和技術(shù)指標(biāo)作出定量評(píng)價(jià)。
8、在線式、多參數(shù)、大容量、高精度及近代信號(hào)分析理論的應(yīng)用等特點(diǎn)，可廣泛地應(yīng)用于輸配電、電力電子、電機(jī)拖動(dòng)等領(lǐng)域。
目前電力系統(tǒng)中的一些技術(shù)和裝置,實(shí)際上或多或少地已涉及狀態(tài)監(jiān)測,尤其是一些在線監(jiān)測系統(tǒng)和故障診斷系統(tǒng)。雖然這些系統(tǒng)能起到一定的狀態(tài)監(jiān)測的目的,但還不能完全滿足狀態(tài)監(jiān)測的要求。在國際上,狀態(tài)監(jiān)測已成為非破壞性檢測(NonDe2structiveTesting,NDT)下屬的一個(gè)活躍的新分支。從1989年起,已舉行了多屆有關(guān)狀態(tài)監(jiān)測的國際會(huì)議,每年都有大量的研究報(bào)告、學(xué)術(shù)論文發(fā)表。在電力系統(tǒng)領(lǐng)域,狀態(tài)監(jiān)測也已受到電力部門管理、科研、運(yùn)營和工程維護(hù)人員的日益重視并逐漸成為國際性的前沿研究課題和研究熱點(diǎn)。
針對不同的電力設(shè)備,已經(jīng)提出了眾多狀態(tài)監(jiān)測方法,其中有許多是通用的,如振動(dòng)分析法、油中氣體分析法、局部放電檢測法、絕緣恢復(fù)電壓法等。
在正常運(yùn)行條件下,電力設(shè)備具有一個(gè)固有的自然振動(dòng)水平。當(dāng)緊固螺釘變松或出現(xiàn)變化,或由于短路、絕緣老化等造成繞組或引線結(jié)構(gòu)的偏移、擾動(dòng)時(shí)便會(huì)導(dǎo)致設(shè)備振動(dòng)的加劇,振動(dòng)分析法就是一種廣泛用于監(jiān)測這種故障的有效方法。為了監(jiān)測設(shè)備的振動(dòng)水平,常采用聲學(xué)傳感器和加速計(jì)來采集設(shè)備的振動(dòng)信號(hào),然后對振動(dòng)信號(hào)的強(qiáng)度和振動(dòng)模式進(jìn)行分析和判別,從而達(dá)到對設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的目的。
油中氣體分析法是含油設(shè)備(如變壓器)絕緣監(jiān)測常用的方法之一。由于設(shè)備內(nèi)部不同的故障會(huì)產(chǎn)生不同的氣體,如電弧會(huì)產(chǎn)生乙炔氣,而過熱的纖維將產(chǎn)生碳氧化物,因此,通過分析油中氣體的成分、含量和相對百分比,就可達(dá)到對設(shè)備絕緣診斷的目的。幾種典型的油中氣體如H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2,常被用作分析的特征氣體。
