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2020

什么叫諧波?它是如何產生的?它對電力系統影響如何?如何減速諧波干擾？

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諧波是指頻率為基波頻率整數倍的一種正弦波。它是由于電網存在非線性元件和非線性負載，使得電網的電壓或電流的波形不僅僅是頻率為50Hz的正弦波(又稱基波)，還含有與基波頻率(50Hz)成整數倍和分數倍頻率的其他正弦波。這些正弦波就稱為電網的諧波。其中頻率高于基波頻率的諧波叫高次諧波。對諸波頻率為基波頻率的分數倍時,稱為分數諧波或間諧波，電力系統中的諧波主要是高次諧波。
電力系統產生諧波的原因，主要在于電力系統中存在著各種非線性元件(如帶鐵芯的變壓器、發電機、電動機等)和非線性負載如電弧爐、大功率整流設備等)，當電力系統向非線性設備及負荷供電時，這些設備在傳遞(如變壓器)、變換(如交直流換流器)吸收(如電弧爐)系統發電機所供給的基波能量的同時，又把部分非正弦波反送電力系統，使電力系統的電壓正弦波發生畸變，形成一系列不同頻率和振幅的諧波。

諧波對電力系統的影響主要表現在以下幾方面:
①諧波電流通過變壓器，可使變壓器的鐵芯損耗明顯增加，從而使變壓器出現過熱，縮短使用壽命；
②諧波電流通過交流電動機，不僅會使電動機鐵芯損耗明顯增加，而且還使電動機轉子發生振動現象，嚴重影響機械加工產品質量；
③諧波對電容器的影響更為突出，含有高次諧波的電壓加在電容器兩端時，由于電容器對高次諧波的阻抗很小，所以電容器很易發生過負荷以致損壞；
④諧波電流可使電力線路的電能損耗增加；
⑤諧波可引起電力系統發生電壓諧振,從而在線路上產生過電壓,有可能擊穿線路設備的絕緣;
⑥諧波使系統的繼電保護和自動裝置發生誤動作；
⑦諧波增大附加磁場干擾影響電子儀表和通訊系統的正常工作，降低通訊質量。

對于用戶使用的電力變壓器，用戶一般要求比較高的情況下，另外購置“諧波抑制器”，現在國內生產廠家很多，根據功率來配套電力變壓器。用以“抑制”諧波，使投入的無功補償電容器回路不與系統產生“諧振”，在投切過程中不產生“合閘涌流”，保護電容器運行安全。
對于諧波干擾較高，配置的諧波抑制器又不起作用時，得需要采用在負載輸入側串聯電抗器的方法。
對于諧波含量高，且系統中的諧波含量已超出了國標的限額，用“抑制”已無法解決問題時，就要毫不猶豫地采用濾波的手段，針對某一次或某幾次大含量的諧波進行“濾除”，這就是當前人們說到的多重“濾波”了。濾除諧波，以保證系統中的諧波含量低于國標的限額，即同時能保證系統平安運行。濾除諧波的手段很多，可以使用有源濾波裝置，也可以使用無源濾波裝置，這要看用戶對供電質量的要求而定。
只要對用戶的設備影響不大，濾除部分諧波，能提高無功就行了，但有的用戶對用電質量的要求較高，一般而言，由計算機控制的單位，其對電能質量的要求就較高些。
對于小功率精密設備或對諧波更為敏感的產品，如：精密設備、電腦、plc、傳感器、無線設備的保護。可以使用諧波保護器，它能吸收各種頻率、各種能量的諧波干擾，將諧波消除在發生源，自動消除對用電設備產生的隨機高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾。通過該智能諧波保護器能夠凈化電源、保護用電設備和功率因數補償設備、防止保護裝置的誤跳閘，從而保護設備安全、高效地運行。