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播报:

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摘要：在滤波电路中由于存在电感，当电压的谐波成分偏离滤波电路设计频率时，很可能形成振荡，使谐波进一步放大，电容会同时受到发热和过压的威胁。

第1页:损坏电容 第2页:异步电动机损耗增大

　　整流滤波电路把输入电流变成脉冲状态，当谐波电流流入电网时，在其传输阻抗上转化为谐波电压。系统中的各种设备和传输线缆的阻抗包括电阻与感抗，仅就传输线缆而言，l0cm长的导线，其电感是0.1μH，在1.5MHz时，其阻抗为1Ω，对脉冲电流可能产生的干扰电压是不能忽视的，如图4-11所示。
　　
　　由谐波电流THDI产生的谐波电压经过各级设备和传输线缆的阻抗的叠加，产生总电压失真度THDU；电压失真度随着非线性负载上线的阻抗累积而逐步增大。
　　
　　谐波电压不仅污染电网，而且影响由该电网供电的其他系统和设备的工作，而首先受影响的是系统本身。由于谐波干扰而出现异常的现象主要表现在以下几个方面。
　　
　　(1)损坏电容
　　
　　电容中的电流值表示为：I=UCω(4-20)
　　
　　对第κ次谐波的角频率为ω=2πkf，因此第κ次谐波电容电流为Ik=-=2πkfUC，其中f=基波频率，k=谐波次数。
　　

　　显然，随着电压频率的升高，电容阻抗(1/2πf)成比例地下降，电容中的电流/随着谐波频率的提高而增大，特别是大容量电解电容，在电压富含谐波时，温升会明显增高，甚至爆炸损坏。在滤波电路中由于存在电感，当电压的谐波成分偏离滤波电路设计频率时，很可能形成振荡，使谐波进一步放大，电容会同时受到发热和过压的威胁，所以配置电容时，需要附加如下限制：
　　
　　●U最大=1.lUn；
　　
　　●I最大=1.3In；
　　
　　●THDU最大≤8。
　　
　　(2)变压器降容
　　
　　谐波对变压器的影响表现在以下几个方面：
　　
　　●由于存在趋肤效应(skin-effect)，变压器绕组的阻抗随谐波次数的增大而增大；
　　
　　●磁滞损耗与谐波频率成正比；
　　
　　●涡流损耗与谐波频率的平方成正比。
　　
　　为了保证变压器在富含谐波的环境中正常运行，变压器必须降容使用，折算系数k由下面经验公式确定(法国标准NFC52-114)：
　　

　　例如，用一台1000kVA的变压器为6脉冲整流电路供电，该整流器产生的谐波频谱为：H5=25%，H7=14%，H11=9%，H13=8%，THDI=31%，代入上述公式得到功率折算系数为k=0.91。因此，变压器的可用视在功率仅为9l0kVA。
　　
　　一般来说，负载的谐波必然会造成电源系统的降容，负载的功率因数越低，电源的降容也就越多。