關于諧波概述

關于諧波概述

6月 27, 2019 電能質量 by howcore

當正弦波電壓施加在非線性負載上時,電流就變成非正弦波,非正弦波電流在電網阻抗上產生壓降,會使電壓波形也變成非正弦波。對非正弦波做傅立葉級數分解,其中頻率與工頻相同的分量成為基波,頻率大于基波的分量成為諧波。


如今廣泛使用的負載大部分是非線性的,如整流器;變壓器;UPS;電梯;空調;熒光燈;復印機;家用電器等,這些非線性負載會產生大量的諧波電流并注入到電網中,是電網電壓產生畸變,這種諧波污染會對電網和用戶產生嚴重的危害。

諧波的危害主要表現在供電設備在高頻細胞分量作用下,集膚效應增大;渦流;磁滯等影響增加,引起異常過熱,損耗大為增加。諧波分為使電流和電壓波形發生畸變,而波形過零點的畸變直接對測控元件或設備產生干擾和誤動。

配電系統普遍存在較寬頻率范圍的諧波污染,無功補償電容器在電網中呈現的阻抗特性和電網頻率相關。因此,在諧波污染場合直接采用純電容型無功補償容易引起多種電氣故障:1.導致電容器過載,發熱,縮短使用壽命。2.引起電網諧振,造成電器事故。3.電容器造成諧波放大,加劇諧波污染,功率因素不能達到目標值。4.在電網中,各個不同的設備連接在一起,如變壓器;輸電線;電容器和負載。電網中任何一點的阻抗取決于頻率;設備和網絡拓撲結構。

串聯起來的電容和電感在接近諧振頻率的特定頻率范圍內,其阻抗非常低,成為串聯諧振;并聯起來的電容和電感在接近諧振頻率的特定頻率范圍內,其阻抗非常高,稱為并聯諧振。

在一個寬的頻率范圍內,串聯諧振和并聯諧振在同一個電網中都可能存在,如果有諧波電壓或諧波電流激勵這些振諧回路,可能會引起電壓和電流的放大,干擾系統和設備,使其過載,甚至損壞。

串聯諧振:圖2的曲線分析了串聯起來的變壓器和電容器(圖1所示)的電路阻抗和諧波次數關系,曲線圖顯示了發生在11次諧波頻率附近的串聯諧振。

當頻率接近串聯諧振頻率時,供電母線上一個相對較低的諧波電壓將會引起很大的諧波電流。較大的諧波電流將會使負載母線上出現較高的諧波電壓,是正弦電壓發生畸變。

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