什么是谐波？谐波的原因？如何监测与治理？

当现场电气设备发生故障烧毁时，谐波常被怀疑为诱因，这是十分正常的，在理解谐波产生的根本原因之前，需要先了解一些问题：谐波究竟是什么？它如何产生？与设备故障烧毁有何关联？

 

1、什么是谐波？

 

电气从业人员应该都对谐波感到不陌生，在理想的交流电力系统中，电压和电流的波形应是纯净的正弦波。然而，在实际运行中，由于各种非线性因素的存在，电压和电流波形会发生畸变，不再是标准正弦波。

这种畸变的波形可以通过傅里叶级数分解，分解为基波（与电网频率相同的正弦波）和一系列频率是基波整数倍的正弦波分量，这些整数倍频率的分量就被称为谐波。例如，基波频率为50Hz，则100Hz为二次谐波，150Hz为三次谐波，以此类推。

 

2、谐波与设备故障烧毁有直接的关系吗？

 

谐波对电气设备的危害是多方面的，虽然不能简单地将所有设备烧毁都归咎于谐波，但在许多情况下，谐波确实是导致或加速设备故障的重要因素，例如：

①附加损耗与过热

谐波电流流过电气设备电阻时，产生额外损耗，导致设备发热。对于电动机、变压器、电缆等，谐波电流会引起涡流损耗和磁滞损耗增加，导致局部过热。

 

②绝缘击穿与寿命缩短

谐波电压叠加在基波电压上，使电压波形峰值升高，对设备绝缘造成更大应力。高次谐波频率高、电压变化率大，更易穿透绝缘薄弱点，导致局部放电甚至绝缘击穿。

 

③谐振现象

电力系统中电感和电容元件可能与谐波频率形成谐振。当谐波频率与电路固有谐振频率接近时，会发生谐振，导致谐波电流或电压被放大，形成过电流或过电压。严重的谐振可能导致设备承受远超额定值的电流或电压，从而引发设备烧毁，特别是电容器组、变压器和电缆等。

 

不过，虽然谐波是导致设备故障的重要因素，但现场设备烧毁往往是多种因素综合作用导致的，例如其他可能导致设备烧毁的原因包括：过载运行、短路故障、过电压、绝缘老化、设备质量问题、散热不良、环境因素、维护不当…

 

在实际故障分析中，面对上述出现的谐波问题，可以通过专业电能质量分析仪测量谐波，才能准确判断故障原因，并采取有效治理措施。

 

3、CET中电技术：电能质量分析监测的专业选择

CET中电技术凭借其在电能质量在线监测领域多年的深耕，提供专业的电能质量分析监测装置，为用户提供全面的谐波监测解决方案。

CET中电技术的电能质量分析监测装置具备以下优势：

• 高精度数据采集：能够实时、高精度地采集电压、电流波形数据，精确捕捉谐波分量，为后续分析提供可靠的原始数据。
• 全面电能质量参数分析：不仅限于谐波，还能对电压暂降、暂升、中断、闪变、三相不平衡等多种电能质量参数进行全面监测和分析，帮助用户掌握电网的整体健康状况。
• 智能分析与诊断：内置先进的算法，能够自动识别谐波源、评估谐波危害程度，并提供专业的诊断报告，为用户制定治理方案提供科学依据。
• 可视化数据呈现：通过直观的图表和报表，清晰展示谐波的分布、变化趋势以及对设备的影响，便于用户快速理解和决策。
• 远程监控与预警：支持远程访问和数据传输，用户可以随时随地了解电能质量状况。当谐波超标或出现异常时，系统能够及时发出预警，提醒用户采取措施，防患于未然。
• 灵活的部署方案：提供多种型号和配置，可根据不同应用场景和需求，灵活部署于配电室、生产线、重要负荷侧等关键位置，实现对谐波的精准监测。

通过部署CET中电技术的电能质量分析监测装置，企业能够：

 

• 精准定位谐波源：快速找出导致谐波污染的设备或环节，为有针对性的治理提供依据。
• 评估谐波危害：量化谐波对设备运行、电能损耗的影响，为决策提供数据支持。
• 优化系统运行：根据监测数据调整运行策略，降低谐波水平，提升电能质量。
• 预防设备故障：通过早期预警，避免谐波导致的设备过热、绝缘老化等问题，延长设备寿命。
• 满足合规要求：确保电能质量符合国家及行业标准，避免因电能质量问题引发的罚款或生产中断。

 

对于电气工程师而言，理解谐波的产生原因和危害机制，掌握电能质量监测和治理技术，是保障电力系统安全稳定运行、延长设备寿命、提升电能质量的关键。CET中电技术的电能质量分析监测装置，正是帮助用户洞察电网“健康状况”、有效应对谐波挑战的利器，为电力系统的安全、高效运行保驾护航。