谐波对变压器的影响
变压器不产生谐波。变压器有初级绕组和次级绕组,它们本质上是感应的。感应负载的电流随外加电压呈线性变化。然而,变压器在两种情况下产生谐波。
当变压器通电时,它所吸收的磁化电流是非线性的,并产生谐波。这是因为,当变压器通电时,反电动势为零,变压器产生巨大的非正弦磁化电流。磁化电流具有丰富的二阶谐波电流。
第二种情况是变压器的过励磁。过励磁意味着变压器在比额定磁通密度更高的磁通密度下运行。变压器在过励磁作用下产生五次谐波电流。上述两种情况发生的时间很短,因此二阶和五阶谐波不是一个严重的问题。
变压器的主要功能是给负载供电。负载的性质决定了负载电流波形是否具有谐波。如果负载是线性的,则不产生谐波;如果负载是非线性的,则在电网中产生谐波。
为了更好地控制驱动器,电力电子技术在当今得到了广泛的应用,此外,它还被用于节能。如果使用的转换器和/或逆变器为6脉冲配置,则第5次和第7次低阶谐波占主导地位,并且由于低阶谐波的幅度比高阶谐波的幅度更大,因此对电力系统有害。负载产生的任何谐波电流都在变压器的一次和二次回路中流动。
变压器应该以其额定千伏安的电压供给正弦电流。但是,如果电流流过变压器绕组,则会对变压器的性能产生不利影响。如果谐波电流的幅值较大,也会使变压器的输入电压发生畸变。谐波对变压器的性能有以下不利影响。
谐波对铁损的影响变压器的铁芯或铁损是由于涡流损耗和磁滞损耗而产生的损耗。磁滞损耗与频率成正比,涡流损耗与频率的平方成正比。因此,很明显,铁损失随着频率的增加而增加。谐波电流是基频的整数倍,谐波电流的频率可以是100hz、150Hz、200Hz、250hz等。因此,当富谐波电流通过变压器时,变压器的铁损增大。
谐波对铜损耗的影响电流在导体外表面流动的趋势被称为趋肤效应。高频电流倾向于在导体的外表面流动。当电流流过导体的外表面时,导体的有效横截面积减小。有效横截面积的减小导致导体电阻的增大。导体的电阻越高,变压器中的铜损耗(I^2R)越大。因此,变压器的铜损随谐波电流的增大而增大。
谐波对变压器效率的影响
变压器的效率定义为输出功率与输入功率之比。效率=输出功率/输入功率=输入功率-损耗/输入功率= 1 -损耗/输入功率
随着变压器谐波损耗的增加,变压器的效率也随之下降。
无谐波电流时,变压器工作在X kVA,为控制变压器温升,在有谐波电流时,变压器工作在X kVA以下。简而言之,如果变压器要在谐波强电流中运行,我们可以说变压器需要降级。如果已知负载特性为非线性且总谐波失真(THD)为负载已知时,必须选择逆变器占空的变压器,使变压器可靠运行。谐波电流引起变压器输入端的电压畸变。电压中的谐波畸变会对变压器的工作性能产生以下不良影响。