医疗设备产生谐波对配电系统危害有哪些

1.对电网的影响

电网中的谐波会增加系统损耗,使设备发热,影响设备使用寿命。此外当并联的无功补偿电容器容抗与系统感抗匹配时,将发生n次并联谐振,造成电容器组的过电压和过电流。当基波频率为时,谐振频率,r可由式(1)计算得出。其中:Js。为电源短路容量;Q为电容器容量。

2对电机的影响

谐波对电机的主要影响是引起附加损耗,此外还将产生机械振动、噪声和谐波过电压,降低其工作效率。三相感应电动机的n次谐波电流大小可通过式Ia=U。/nf₁L计算得到。由于电压畸变引起的附加铁心损耗很小,可以忽略不计。所以感应电动机整个谐波损耗即铜耗,其计算公式如式(2)所示。

3对变压器的影响

谐波会增加变压器的铜耗、铁耗和杂散磁通损耗(线圈涡流损耗),可能在变压器绕阻和线电容之间产生谐振,增大变压器发热,甚至引起局部严重过热,同时使变压器噪声增大,减少变压器的实际使用容量,降低变压器的使用寿命。谐波电流引起的变压器总的涡流损耗可由式(3)求出。

其中:W、为总谐波涡流损耗;W为额定基波电流的涡流损耗;I。为n次谐波电流;I、为额定基波电流。

4对电容器组的影响

在谐波的作用下电容器将过热,导致绝缘部分老化,缩短使用寿命。当谐波次数较高时,电容器呈现低阻抗特性,流过电容器的电流将变大,使得电容器处在过载的工作情况,缩短使用寿命。谐波往往还会使电容器介质损耗增加,其直接后果是额外的发热和寿命缩短。电容器和电源电感结合也会构成并联或串联谐振电路,在谐振情况下谐波电流会被放大数倍甚至数十倍,最终导致电压会大大高于电容器的额定电压值,使电容器损坏炸裂或保护熔断器熔丝熔断。

5对通信系统的干扰

谐波对通信系统干扰的大小由三个因素综合决定:电力线路谐波电压和谐波电流大小,电力线路和通信线路之间的耦合强度,通信线路对谐波干扰的敏感程度。电网中不平衡谐波电流对通信系统,轻则产生噪声干扰,降低通信质量,重则导致信息丢失,使系统无法正常工作。在多个中性点接地电网中,如有较大零序分量谐波电流通过中性点流入大地,将严重干扰附近通信系统。通常音频通道的频率为200~3500Hz,而很多谐波也在这个范围,易对临近的电话线路产生静电感应和电磁感应,轻则引起可以察觉的杂音甚至触发电话响铃,重则危及设备和操作人员安全。

6对继电保护和电气测量仪表的影响

只要通入谐波有效值和基波相同,就可引起电磁式继电器误动作,导致感应型继电器运动过程来回摆动,机电型继电器时间延时特性改变,零序电流继电器不能区分零序电流和次谐波电流,导致误跳闸。由于大多数电气测量仪表,如电流表、电压表、功率表都是按工频正弦波来设计,对非正弦信号呈现出不同响应特性,当有谐波时会产生测量误差。

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