電源第1講認識諧波

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1 諧波的基礎知識

(1)什么是基波?

電力網絡中呈周期性變化的電壓或電流的頻率即為基波(又稱一次波)，我國電網規定頻率是50 Hz，所以基波是50 Hz。

(2)什么是諧波?

電力網絡中除基波(50 Hz)外，任一周期性的電壓或電流信號，其頻率高于基波(50 Hz)的，稱為諧波。

電網或電路中，電壓產生的諧波為電壓諧波;

電流產生的諧波為電流諧波。

(3)諧波有幾種?

整數諧波：指頻率為整數(躍1)倍基波頻率的諧波，即2、3、4、5、6、7、8、9、10 等次諧波。

偶次諧波：指頻率為圓、源、6、8、10 等偶數倍基波頻率的諧波。

奇次諧波：指頻率為3、5、7、9、11 等奇數倍基波頻率的諧波。

正序諧波：諧波次數為3k+1(k 為正整數)即4、7、10等次諧波。

負序諧波：諧波次數為3k-1(k 為正整數)即2、5、8等次諧波。

零序諧波：指頻率為3的整數倍基波頻率的諧波，例如3、6、9、12、15 次諧次。

高頻諧波：指頻率為圓耀怨kHz的諧波。

(4)諧波頻率如何計算?

諧波頻率越諧波次數伊基波頻率例：緣次諧波頻率為緣伊緣園Hz越圓緣園Hz，苑次諧波頻率為7伊50 Hz越猿緣園Hz等。

(5)哪些設備或電路容易產生諧波?

1)非線性負載，例二極管整流電路(AC/DC)。

2)三相電壓或電流不對稱性負載。

3)逆變電路(DC/AC)。

4)UPS 電源(PC 機用)，EPS 電源(大功率動力用)，即不間斷電源。

5)晶閘管調壓裝置或調速電路。

6)電鍍設備。

7)電弧爐、礦熱爐、錳礦爐、磷礦爐、電石爐、硅鐵爐。

8)電解槽。

9)電焊機(弧焊、縫焊、點焊、碰焊、對焊)。

10)電池充電機。

11)變頻器(低壓或高壓變頻器)。

12)脈幅調制(PAM)調壓電路或者是脈寬調制(PWM)調頻電路。

13)諧波的次數與整流電路的相數有關，例三相、六相、十二相、十八相、二十四相，當相數越多并通過移相方式就可使諧波次數及諧波分量減小。例如采用輸入變壓器移相技術的單元串聯在高壓頻率器的主電路。

14)開關電源。

15)斬波電路、斬波調速。

16)工頻電爐。

17)中頻電爐。

18)天車、起重機械。

19)氣體放電的照明燈具，例：節能燈、熒光燈(T5、T8)、金鹵燈、鈉燈、汞燈、氪燈、氚燈等，使用時都有一定的諧波產生。

20)軟起動裝置(使用SCR調壓)。

(6)諧波電流的方向如何?

諧波電流從負載流向供電變壓器直至供電網絡，即由終端負載向前級的流入。

(7)諧波的影響是什么?

1)對變壓器的影響諧波電流使銅損增加、漏磁增加;諧波電壓使鐵損增加;諧波功率造成噪聲增大、溫升提高。

2)對電力電線的影響諧波電流易過載，導致過熱、破壞絕緣、集膚效應加大。

3)對電動機的影響諧波電流增加銅損、諧波電壓增加鐵損，諧波的功率造成機械效率減小，功率因數下降，有效轉矩減小。

4)對控制系統的影響電壓零點漂移、線電壓不平衡、儀表儀器的指示不準，以致控制判斷錯誤，甚至控制系統失控。

5)對通信設備的影響諧波會產生感應電磁場，影響通信質量。

6)對電容器的影響一般大型電動機或低壓電網都有無功功率補償或功率因數補償，基本都是使用電容器來實現的，因諧波產生，易使電容器產生過電流、過

電壓、過溫度，造成擊穿損壞，原因是諧波電流易發生并聯諧振，產生大電流，串聯諧振產生過電壓，一般電容器運行電流臆1.3 倍額定值電流，否則迅速損壞，而諧波電流以5、7、11次為主。