電力系統中的諧波會使波形失真,並可能嚴重影響 變壓器 效率和壽命。

在本指南中,我們將介紹諧波的原因、諧波如何影響變壓器以及處理諧波的關鍵設計解決方案。
什麼是諧波?

諧波是不需要的頻率成分,是基頻的整數倍,例如 60 Hz 系統中的 3 次諧波 (180 Hz) 或 5 次諧波 (300 Hz)。
這些會扭曲平滑的交流正弦波,造成噪音、共振、過熱和功率損失,從而降低變壓器的性能和效率。
什麼原因會導致電氣系統中出現諧波?

諧波主要由非線性負載引起,包括電腦等設備, 變頻驅動器(VFD)和螢光燈。
這些設備以不規則的突發方式消耗電力,產生諧波失真。
現代高效設備,例如風力渦輪機和太陽能電池板,由於其間歇性運行和能源消耗模式,也會產生諧波。
變壓器設計中諧波的考量因素

諧波會導致變壓器過熱、損耗增加、使用壽命縮短,因此諧波意識設計對於系統可靠性和效率至關重要。
K因子變壓器:採用增強絕緣和超大中性線,可承受諧波失真。
鋸齒形變壓器:透過在內部繞組內重新定向來減少三次諧波。
被動諧波濾波器:轉移諧波電流並防止其到達關鍵設備。
THD 和波峰因數:評估諧波水平和調整變壓器設計的關鍵指標。
降額或加大尺寸:當 THD 超過 5% 時有必要確保變壓器安全且有效率地運作。
結論

諧波會導致過熱、損耗增加、變壓器效率降低。使用合適的變壓器類型(例如K級或Zigzag型)對於緩解諧波至關重要。
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