什么是諧波
2022-02-28
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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。
當諧波頻率為工頻頻率的整數倍時，我們將其稱之為整數次諧波，這類諧波通常用次數來表示。例如：將頻率為工頻頻率5倍(250Hz的諧波稱之為5次諧波，將頻率為工頻頻率7倍(350Hz)的諧波稱之為7次諧波，依此類推。當諧波頻率不是工頻頻率的整數倍吋，我們將其稱之為分數諧波這類諧波通常直接使用諧波頻率來表示。例如:頻率為1627Hz的諧波諧波產生的原囚多種多樣。
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*設備或對諧波更為敏感的產品，如精*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。
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