电气设备中谐波的危害分析

谐波的来源

在电力系统中，产生谐波的原因、设备是很多的，很难一次集中概况全面，但是总结现场的经验来看，能够产生谐波的主要来源于以下几个方面：大大小小的整流设备、逆变设备、交流调压设备和变频设备；电网中的变压器群；较大的单相电力电子装置；工业用电弧炉；静止补偿装置中的可控电抗器和饱和电抗器；高新技术产品中的元件，如敏感电子器件等等。

由上面的分析可以看出，产生谐波的原因是多方面的。

谐波的危害分析

近年来，随着电力电子技术及其设备的广泛应用，电力系统的谐波污染日益严重。谐波对电力系统电磁环境的污染，轻则影响电气设备的效率和系统的用电效率，重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行，危害面十分广泛。归纳起来其主要危害有以下几个方面：

（1）产生附加损耗，增加设备温升

与基波电流相比，尽管谐波电流的比例不大，但设备的有效电阻会因集肤效应而增大，在有铁心的电气设备中铁心磁滞损耗和涡流损耗也增大，使设备温升增加，尤其局部发热点的温升可能增加更多，使设备绝缘老化加速。另一方面，当电压畸变波形出现尖顶波时，还增大了局部放电强度，从而降低绝缘寿命，进而缩短设备的寿命。

（2）可能引起电机的机械振动

由谐波电流和电机旋转磁场相互作用产生的脉动转矩可能使电机发生振动，当电机机械系统的自然频率在受到上述转矩的激发而可能引起共振时，会引起转子过热，局部过电压，容易造成电机的机械振动，损坏电机设备，危及人身安全。

（3）无功补偿电容器组可能引起谐波电流的放大

无功补偿电容与电力系统中的电感构成局部电感、电容回路，它们的一些组合有时会对某次谐波电流起到放大作用，加剧谐波危害。当它们构成局部谐波回路频率与系统中存在的某次谐波频率相近时，会造成过电流和过电压的危险。

（4）对继电保护、自动控制装置和计算机产生干扰和造成误动作

保护和控制设备通常都是按照工作于所加电压或电流为工业频率和正弦波形而设计的，谐波的存在使它们的正常工作条件受到干扰，严重时将造成误动作，导致生产停顿，甚至有可能引发安全事故。

（摘编自《电气技术》，原文标题为“电气设备中的谐波影响及其抑制技术分析”，作者为许瑞生。）