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2020

什么叫諧波?它是如何產(chǎn)生的?它對電力系統(tǒng)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(shù)倍的一種正弦波。它是由于電網(wǎng)存在非線性元件和非線性負(fù)載，使得電網(wǎng)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(shù)倍和分?jǐn)?shù)倍頻率的其他正弦波。這些正弦波就稱為電網(wǎng)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?jǐn)?shù)倍時,稱為分?jǐn)?shù)諧波或間諧波，電力系統(tǒng)中的諧波主要是高次諧波。
電力系統(tǒng)產(chǎn)生諧波的原因，主要在于電力系統(tǒng)中存在著各種非線性元件(如帶鐵芯的變壓器、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等)和非線性負(fù)載如電弧爐、大功率整流設(shè)備等)，當(dāng)電力系統(tǒng)向非線性設(shè)備及負(fù)荷供電時，這些設(shè)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(tǒng)發(fā)電機(jī)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(tǒng)，使電力系統(tǒng)的電壓正弦波發(fā)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(tǒng)的影響主要表現(xiàn)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(xiàn)過熱，縮短使用壽命；
②諧波電流通過交流電動機(jī)，不僅會使電動機(jī)鐵芯損耗明顯增加，而且還使電動機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生振動現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)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(fā)生過負(fù)荷以致?lián)p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(tǒng)發(fā)生電壓諧振,從而在線路上產(chǎn)生過電壓,有可能擊穿線路設(shè)備的絕緣;
⑥諧波使系統(tǒng)的繼電保護(hù)和自動裝置發(fā)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(tǒng)的正常工作，降低通訊質(zhì)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(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)廠家很多，根據(jù)功率來配套電力變壓器。用以“抑制”諧波，使投入的無功補(bǔ)償電容器回路不與系統(tǒng)產(chǎn)生“諧振”，在投切過程中不產(chǎn)生“合閘涌流”，保護(hù)電容器運(yùn)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(fù)載輸入側(cè)串聯(lián)電抗器的方法。
對于諧波含量高，且系統(tǒng)中的諧波含量已超出了國標(biāo)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(jìn)行“濾除”，這就是當(dāng)前人們說到的多重“濾波”了。濾除諧波，以保證系統(tǒng)中的諧波含量低于國標(biāo)的限額，即同時能保證系統(tǒng)平安運(yùn)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(zhì)量的要求而定。
只要對用戶的設(shè)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(zhì)量的要求較高，一般而言，由計(jì)算機(jī)控制的單位，其對電能質(zhì)量的要求就較高些。
對于小功率精密設(shè)備或?qū)χC波更為敏感的產(chǎn)品，如：精密設(shè)備、電腦、plc、傳感器、無線設(shè)備的保護(hù)。可以使用諧波保護(hù)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(fā)生源，自動消除對用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)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(hù)器能夠凈化電源、保護(hù)用電設(shè)備和功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備、防止保護(hù)裝置的誤跳閘，從而保護(hù)設(shè)備安全、高效地運(yùn)行。