电缆输送高次谐波电力的危害
- 发布时间：2015/2/27 10:01:31
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2.1变频器产生高次谐波
变频器内存在大量非线性电子组件，使变频器输出与输入的电力不是连续的正弦波，因而就产生了大量高次谐波。根据法国数学家傅立叶（M.Fourier）分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波可以区分为偶次性与奇次性。在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大,常见奇次谐波为3、5、7、9倍谐波，以5倍谐波危害zui为严重，如图1所示。
2.2变频电力电缆产生高次谐波的辐射危害
变频器的输出电压和电流波形如图2所示。在变频条件下电力电缆是传输经变频器电力“加工”的具有高次谐波的电力，高次谐波的辐射危害主要有：
（1）增加输、供和用电设备的额外附加损耗，使设备的温度过热；
（2）引起继电保护及自动装置误动或拒动，使其动作失去选择性，可靠性降低，容易造成系统事故，严重威胁系统的安全运行；
（3）对通讯系统工作产生干扰，影响通信线路通话的清晰度，甚至还会威胁着通信设备和人员的安全；
（4）对用电设备的影响很大，电力谐波会使电视机、计算机的图形畸变，使计算机及数据处理系统出现错误，严重时甚至损害机器；
此外，电力谐波还会对测量和计量仪器的指示造成不准确及对装置等产生不良影响，它已经成为当前电力系统中影响电能质量的大公害。
3 电力电缆阻抗振荡辐射
电缆产生辐射的机理有两种，一种是电缆中的电流（差模电流）回路产生的差模辐射，另一种是电缆中的导线（包括屏蔽层）上的共模电流产生的。电缆的辐射主要来自共模辐射。共模辐射是由共模电流产生的，共模电流的环路面积是由电缆与大地（或邻近其它大型导体）形成的，因此具有较大的环路面积，会产生较强的辐射，而且频率越高产生的辐射越强。
逆变器输出的高频脉冲在电缆传输时产生反射波电压，主要是因为输出电缆和电动机的阻抗不匹配引起的。如果传输线和接收端的阻抗不匹配，那么输出的电流和zui终的稳定状态将不同，这就引起在接收端产生反射，这个反射将传回发射端并再次反射回来。随着能量的减弱，反射电流的幅度将减小，直到电压和电流达到稳定，这种效应被称为振荡。
电力电缆的阻抗包括交流电阻和电抗部分,在高频运行时,电缆电抗将随频率的倍数而增加,而大量高次谐波的产生,电缆的损耗大大增加,使无功功率增加,功率因数减小