諧波對(duì)變壓器的影響

變壓器不產(chǎn)生諧波。變壓器有初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，它們本質(zhì)上是感應(yīng)的。感應(yīng)負(fù)載的電流隨外加電壓呈線性變化。然而，變壓器在兩種情況下產(chǎn)生諧波。

當(dāng)變壓器通電時(shí)，它所吸收的磁化電流是非線性的，并產(chǎn)生諧波。這是因?yàn)椋?dāng)變壓器通電時(shí)，反電動(dòng)勢(shì)為零，變壓器產(chǎn)生巨大的非正弦磁化電流。磁化電流具有豐富的二階諧波電流。

第二種情況是變壓器的過(guò)勵(lì)磁。過(guò)勵(lì)磁意味著變壓器在比額定磁通密度更高的磁通密度下運(yùn)行。變壓器在過(guò)勵(lì)磁作用下產(chǎn)生五次諧波電流。上述兩種情況發(fā)生的時(shí)間很短，因此二階和五階諧波不是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。

變壓器的主要功能是給負(fù)載供電。負(fù)載的性質(zhì)決定了負(fù)載電流波形是否具有諧波。如果負(fù)載是線性的，則不產(chǎn)生諧波;如果負(fù)載是非線性的，則在電網(wǎng)中產(chǎn)生諧波。

為了更好地控制驅(qū)動(dòng)器，電力電子技術(shù)在當(dāng)今得到了廣泛的應(yīng)用，此外，它還被用于節(jié)能。如果使用的轉(zhuǎn)換器和/或逆變器為6脈沖配置，則第5次和第7次低階諧波占主導(dǎo)地位，并且由于低階諧波的幅度比高階諧波的幅度更大，因此對(duì)電力系統(tǒng)有害。負(fù)載產(chǎn)生的任何諧波電流都在變壓器的一次和二次回路中流動(dòng)。

變壓器應(yīng)該以其額定千伏安的電壓供給正弦電流。但是，如果電流流過(guò)變壓器繞組，則會(huì)對(duì)變壓器的性能產(chǎn)生不利影響。如果諧波電流的幅值較大，也會(huì)使變壓器的輸入電壓發(fā)生畸變。諧波對(duì)變壓器的性能有以下不利影響。

諧波對(duì)鐵損的影響變壓器的鐵芯或鐵損是由于渦流損耗和磁滯損耗而產(chǎn)生的損耗。磁滯損耗與頻率成正比，渦流損耗與頻率的平方成正比。因此，很明顯，鐵損失隨著頻率的增加而增加。諧波電流是基頻的整數(shù)倍，諧波電流的頻率可以是100hz、150Hz、200Hz、250hz等。因此，當(dāng)富諧波電流通過(guò)變壓器時(shí)，變壓器的鐵損增大。

諧波對(duì)銅損耗的影響電流在導(dǎo)體外表面流動(dòng)的趨勢(shì)被稱為趨膚效應(yīng)。高頻電流傾向于在導(dǎo)體的外表面流動(dòng)。當(dāng)電流流過(guò)導(dǎo)體的外表面時(shí)，導(dǎo)體的有效橫截面積減小。有效橫截面積的減小導(dǎo)致導(dǎo)體電阻的增大。導(dǎo)體的電阻越高，變壓器中的銅損耗(I^2R)越大。因此，變壓器的銅損隨諧波電流的增大而增大。

諧波對(duì)變壓器效率的影響

變壓器的效率定義為輸出功率與輸入功率之比。效率=輸出功率/輸入功率=輸入功率-損耗/輸入功率= 1 -損耗/輸入功率

隨著變壓器諧波損耗的增加，變壓器的效率也隨之下降。

無(wú)諧波電流時(shí)，變壓器工作在X kVA，為控制變壓器溫升，在有諧波電流時(shí)，變壓器工作在X kVA以下。簡(jiǎn)而言之，如果變壓器要在諧波強(qiáng)電流中運(yùn)行，我們可以說(shuō)變壓器需要降級(jí)。如果已知負(fù)載特性為非線性且總諧波失真(THD)為負(fù)載已知時(shí)，必須選擇逆變器占空的變壓器，使變壓器可靠運(yùn)行。諧波電流引起變壓器輸入端的電壓畸變。電壓中的諧波畸變會(huì)對(duì)變壓器的工作性能產(chǎn)生以下不良影響。