b. 涡流损耗
涡流是由磁链引起的变压器的感应电流。感应电流流经绕组、铁芯以及变压器磁场环绕的其它导体时,会产生附加发热。这部分损耗以引起涡流的谐波电流的频率的平方增加。因此,该损耗是变压器谐波发热损耗的重要组成部分。
c. 铁芯损耗
考虑谐波时,铁损的增加取决于谐波对外加电压的影响以及变压器铁芯的设计。电压畸变的增加将使得铁芯叠片中涡流电流增加,总的影响取决于铁芯叠片的厚度以及钢芯的质量。由谐波引起的这部分损耗的增加,与前两种情况下相比通常较小。
(2)对电机的影响
在电机末端的谐波电压畸变,在电机里表现为谐波磁链。谐波磁链对电机转矩没有太大影响,但是它以与转子同步频率不同的频率旋转,在转子中感应出高频电流,其影响类似于基波负序电流的影响。谐波电压畸变将引起电机的效率下降、发热、振动和高频噪声。
(3)谐波对电能计量的影响
谐波的影响使少计的电量远大于多计的电量,两者的差额主要表现为供电线损率有所增大。
(4)谐波对电容器的影响
在具有并联电容器补偿的系统中,系统阻抗在某一频率下可能与并补电容器发生谐振,从而引起谐波源注入系统和电容器组谐波电流的放大,对系统和电容器组产生严重影响。
(5)谐波对通讯的干扰
除了对通讯系统产生电磁干扰,使电信质量下降,还可能使某些重要的和敏感的自动控制、保护装置不正确动作,或者危害到功率处理器自身的正常运行。
畸变周期性电压和电流可以用总均方根值、含有率、总谐波畸变率来描述。我国通过国家标准GB/T14595-93《电能质量-公用电网谐波》对电力系统各项指标进行了限定,例如,低压电网电压总谐波畸变率低于5%。
2分布式电源并网产生的谐波
分布式电源并网产生的谐波对电网谐波研究带来了更多的挑战,下面将阐述分布式电源产生谐波的机理以及其较传统电网谐波的不同及危害。
2.1 正常运行时并网逆变器输出的谐波
分布式电源并网导致大量的电力电子转换器应用到系统中,例如太阳能光伏电池、燃料电池等并网时,需通过逆变器接入交流电网;微型燃气轮机的输出是高频电压,风电机组的输出电压频率与风力机的转速有关,这些分布式电源并网往往都要经过变流器。
上述变流器是通过电力电子器件的频繁开通和关断来实现电力变换功能的,其输入输出关系具有明显的非线性特征。开关器件频繁的开通和关断容易产生一系列的谐波分量,对电网造成谐波污染。其中开关频率附近的谐波分量幅度较大,是优先需要重视的谐波分量。