一、諧波的含義 頻率為基波頻率的整數(shù)倍的正弦波分量稱為諧波。由于諧波的頻率是基波頻率的整數(shù)倍，也常稱它為高次諧波。
二、諧波產(chǎn)生的原因 諧波產(chǎn)生的根本原因是由于電力系統(tǒng)中某些設(shè)備和負(fù) ...
一、諧波的含義 頻率為基波頻率的整數(shù)倍的正弦波分量稱為諧波。由于諧波的頻率是基波頻率的整數(shù)倍，也常稱它為高次諧波。
二、諧波產(chǎn)生的原因 諧波產(chǎn)生的根本原因是由于電力系統(tǒng)中某些設(shè)備和負(fù)荷的非線性特性，即所加的電壓與產(chǎn)生的電流不成線性(正比)關(guān)系而造成的波形畸變。當(dāng)電力系統(tǒng)向非線性設(shè)備及負(fù)荷供電時(shí)，這些設(shè)備或負(fù)荷在傳遞(如變壓器)、變換(如交直流轉(zhuǎn)換器)、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(shí)，又把部分基波能量轉(zhuǎn)換為諧波能量，向系統(tǒng)倒送大量的諧波，使電力系統(tǒng)的正弦波形畸變，電能質(zhì)量降低。
三、諧波的危害 1、變壓器 對(duì)變壓器而言，諧波電流可導(dǎo)致銅損和雜散損增加，諧波電壓則會(huì)增加鐵損。與純正基本波運(yùn)行的正弦電流和電壓相較，諧波對(duì)變壓器的整體影響是溫升較高。須注意的是，這些由諧波所引起的額外損失將與電流和頻率的平方成比例上升，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器的基波負(fù)載容量下降。而當(dāng)你為非線性負(fù)載選擇正確的變壓器額定容量時(shí)，應(yīng)考慮足夠的降載因數(shù)，以確保變壓器溫升在允許的范圍內(nèi)。還應(yīng)注意的是用戶由于諧波所造成的額外損失將按所消耗的能量(千瓦小時(shí))反應(yīng)在電費(fèi)上，而且諧波也會(huì)導(dǎo)致變壓器噪聲增加。
2、電力電纜 在導(dǎo)體中非正弦波電流產(chǎn)生的熱量與俱有相同均方根值的純正弦波電流相較，則非正弦波有較高的熱量。該額外溫升是由眾所周知的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)所引起的，而這兩種現(xiàn)象取決于頻率及導(dǎo)體的尺寸和間隔。這兩種效應(yīng)如同增加導(dǎo)體交流電阻，進(jìn)而導(dǎo)致I2RAC損耗增加。
3、電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī) 諧波電流和電壓對(duì)感應(yīng)及同步電動(dòng)機(jī)所造成的主要效應(yīng)為在諧波頻率下鐵損和銅損的增加所引起之額外溫升。這些額外損失將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率降低，并影響轉(zhuǎn)矩。當(dāng)設(shè)備負(fù)荷對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的變動(dòng)較敏感時(shí)，其扭動(dòng)轉(zhuǎn)矩的輸出將影響所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。例如:造紙業(yè)、人造纖維紡織業(yè)、塑料薄膜行業(yè)和一些金屬加工業(yè)�！ �(duì)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)備，與正弦磁化相比，諧波會(huì)增加噪音量。像五次和七次這種諧波源，在發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)負(fù)載系統(tǒng)上，可產(chǎn)生六次諧波頻率的機(jī)械振蕩。機(jī)械振蕩是由振動(dòng)的扭矩引起的，而扭矩的振蕩則是由諧波電流和基波頻率磁場(chǎng)所造成，如果機(jī)械諧振頻率與電氣勵(lì)磁頻率重合，會(huì)發(fā)生共振進(jìn)而產(chǎn)生很高的機(jī)械應(yīng)力，導(dǎo)致機(jī)械損壞的危險(xiǎn)。
4、電子設(shè)備 電力電子設(shè)備對(duì)供電電壓的諧波畸變很敏感，這種設(shè)備常常須靠電壓波形的過(guò)零點(diǎn)或其它電壓波形取得同步運(yùn)行。電壓諧波畸變可導(dǎo)致電壓過(guò)零點(diǎn)漂移或改變一個(gè)相間電壓高于另一個(gè)相間電壓的位置點(diǎn)。這兩點(diǎn)對(duì)于不同類型的電力電子電路控制是至關(guān)重要的�？刂葡到y(tǒng)對(duì)這兩點(diǎn)(電壓過(guò)零點(diǎn)與電壓位置點(diǎn))的判斷錯(cuò)誤可導(dǎo)致控制系統(tǒng)失控。而電力與通訊線路之間的感性或容性耦合亦可能造成對(duì)通訊設(shè)備的干擾�！ ∮�(jì)算器和一些其它電子設(shè)備，如可編過(guò)程控制器(PLC)，通常要求總諧波電壓畸變率(THD)小于5%，且個(gè)別諧波電壓畸變率低于3%，較高的畸變量可導(dǎo)致控制設(shè)備誤動(dòng)作，進(jìn)而造成生產(chǎn)或運(yùn)行中斷，導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失。
5、開關(guān)和繼電保護(hù) 諧波電流也會(huì)引起開關(guān)之額外損失，并提高溫升使承載基波電流能力降低。溫升的提高對(duì)某些絕緣組件而言會(huì)降低其使用壽命。低壓斷路器之固態(tài)跳脫裝置，系根據(jù)電流峰值來(lái)動(dòng)作，而此種型式之跳脫裝置會(huì)因饋線供電給非線性負(fù)載而導(dǎo)致不正常跳閘。
6、功率因數(shù)補(bǔ)償電容器 電容器與其它設(shè)備相較有很大區(qū)別，因其容性特點(diǎn)在系統(tǒng)共振情況下可顯著的改變系統(tǒng)阻抗。電容器組之容抗隨頻率升高而降低，因此，電容器組起到放大諧波電流的作用，從而提高溫升并增加絕緣材料的介質(zhì)應(yīng)力。頻繁地切換非線性電磁組件會(huì)產(chǎn)生諧波電流如變壓器，這些諧波電流將增加電容器的負(fù)擔(dān)。應(yīng)當(dāng)注意的是熔絲通常不是用來(lái)當(dāng)作電容器之過(guò)載保護(hù)。由諧波引起的發(fā)熱和電壓增加意味著電容器使用壽命的縮短�！ ∠到y(tǒng)諧振將導(dǎo)致諧波電壓和電流會(huì)明顯地高于在無(wú)諧振情況下出現(xiàn)的諧波電壓和電流，因此在電力系統(tǒng)中使用電容器組時(shí)，必需考量因素是系統(tǒng)產(chǎn)生諧振的可能性。
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