一. 諧波概述：

 

    (一)諧波定義：

 

    供電系統(tǒng)諧波的定義是對周期性非正弦電量進(jìn)行傅里葉級數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到很多大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量稱之為諧波。諧波頻率和正常的基波頻率比值(n=fn/fl)稱為諧波次數(shù)。諧波實(shí)際上是一種干擾量，使電網(wǎng)受到污染?，F(xiàn)在技術(shù)領(lǐng)域主要研究諧波的發(fā)生、傳輸、測量、危害、抑制及濾除，其頻率范圍一般為2≤n≤50(我國電源頻率為50hz-60hz)

 

    (二)諧波產(chǎn)生的原因：

 

    工礦企業(yè)供配電系統(tǒng)中的高次諧波除來自外部電網(wǎng)(稱為背景諧波，以電壓的形式存在)，諧波產(chǎn)生的主要原因是由于非線性負(fù)載所致，如市政給排水工程中拖動風(fēng)機(jī)、水泵以及攪拌器的交流變頻裝置和直流傳動裝置，這些裝置都是利用電力半導(dǎo)體技術(shù)將工頻正弦波通過整流、斬波和逆變等措施，變成直流或頻率可調(diào)的交流電。當(dāng)電流經(jīng)負(fù)載時與所加的電壓不呈線性關(guān)系就形成非正弦電流，既有諧波電流產(chǎn)生。

 

    (三)諧波源：

 

    向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)上產(chǎn)生諧波電壓的電氣設(shè)備稱為諧波源。具有非線性特性的電氣設(shè)備是主要的諧波源，例如：

 

    1.電弧煉鋼爐2. 整流器及整流設(shè)備

 

    3.焊機(jī)設(shè)備4. 電子控制照明裝置(如調(diào)光電子熒光鎮(zhèn)流器)

 

    5.UPS電源系統(tǒng)6.風(fēng)機(jī)或水泵的變頻調(diào)速裝置

 

    7.高層電梯8.TV影視設(shè)備、TV影視監(jiān)視設(shè)備

 

    9.磁飽和穩(wěn)壓裝置10.計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、變頻冰箱等。我們企業(yè)越來越多的使用產(chǎn)生諧波的電氣設(shè)備，如：交流變頻裝置、軋鋼機(jī)直流傳動設(shè)備，晶閘管串接調(diào)速的風(fēng)機(jī)水泵等，這些設(shè)備受用的電流是非正弦形的，其諧波分量使系統(tǒng)正弦電壓產(chǎn)生畸變。諧波電流的量取決于諧波源設(shè)備本身的特性及工作狀態(tài)況，而與電網(wǎng)參數(shù)無關(guān)，所以可視為恒流源。各種晶閘管電路產(chǎn)生的諧波次數(shù)和其電路形式有關(guān)，稱為該電路的特性諧波。對稱三相變流電路的網(wǎng)側(cè)特征諧波次數(shù)為：PN±1(正整數(shù))。式中P為一個電網(wǎng)周期內(nèi)脈沖觸發(fā)次數(shù)，除特征諧波外，在三相電壓不平衡，觸發(fā)脈沖不對稱或非穩(wěn)定工作狀態(tài)下，上述電路還會產(chǎn)生非特征諧波。進(jìn)行諧波分析和計(jì)算最有意義的是特征諧波，當(dāng)電網(wǎng)接有多個諧波源時，由于各諧波源的同次諧波電流分量的相位不同，其和將小于各分量的算術(shù)和。變壓器激磁電流中含有3、5、7、9等各次諧波分量，由于變壓器的原副邊繞組中總有一組為角形接法，為3次諧波提供了通路，所以3次諧波電流一般情況下不會流入電網(wǎng)。

 

    (四)諧波的含量及危害：

 

    由于諧波的產(chǎn)生將改變電源原由50Hz-60Hz的電壓性質(zhì)，從而產(chǎn)生附加的諧波損耗，使變配電和用電設(shè)備效率降低，加速電纜絕緣老化而使其容易被擊穿，影響自動化裝置動作的準(zhǔn)確性，對通訊線路和控制信號造成電磁及射頻干擾等。

 

    按有關(guān)規(guī)定，諧波的含量大于15%為嚴(yán)重污染電力網(wǎng)，在這種情況下一般電器都無法正常工作，這就必須采取諧波治理措施;電力網(wǎng)諧波含量在8%-10%為中度污染，這時一般用電設(shè)備還可以工作，但對于特殊用電設(shè)備就不能正常工作了，如無功補(bǔ)償裝置就是此種情況，我們向電力網(wǎng)投切的一般電力電容器沒有抗諧波功能，如果此時電力網(wǎng)諧波含量在8%-10%以上投入電力電容，那么電力電容將在諧波的作用下發(fā)生諧振，并在電容內(nèi)部產(chǎn)生數(shù)倍于額定電流的諧振電流，于是就會發(fā)生無功補(bǔ)償裝置在運(yùn)行很短的時間內(nèi)電力電容器就被擊穿而失去電容容量，諧波的干擾也將使無功補(bǔ)償裝置中的小型斷路器(熔斷器)、接觸器(復(fù)合開關(guān))、熱繼電器等電器保護(hù)元件過熱、失靈、熔焊、誤動作、接地保護(hù)裝置功能失常，由于諧波源的存在而且需要無功補(bǔ)償時，普通補(bǔ)償裝置將難以正常工作，這時就必須采取先治理后補(bǔ)償?shù)男路桨浮?/div>