目前,雖然各類穩(wěn)壓設(shè)備正逐步更新?lián)Q代,但是仍然沒有阻攔住諧波的恣意破壞;相反,隨之而來的諧波危害卻越來越不可忽視。因此,很有必要對(duì)諧波的產(chǎn)生和危害性進(jìn)行定性分析,以" />
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諧波抑制與諧波利用探討

發(fā)布時(shí)間:2017-07-04

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發(fā)布者:未知

    目前,雖然各類穩(wěn)壓設(shè)備正逐步更新?lián)Q代,但是仍然沒有阻攔住諧波的恣意破壞;相反,隨之而來的諧波危害卻越來越不可忽視。因此,很有必要對(duì)諧波的產(chǎn)生和危害性進(jìn)行定性分析,以便加深認(rèn)識(shí),揚(yáng)棄并舉,在抑制諧波危害的同時(shí),充分發(fā)揮其有利方面。
 
    1諧波的危害
 
    諧波的危害要從我國的配電體制談起。我國一直采用50Hz交流供電制式,在穩(wěn)壓保護(hù)的過程中,很少考慮到諧波的危害。這樣一來為諧波的產(chǎn)生和延續(xù)提供了條件,使得諧波相互作用,一方面損壞電器,另一方面消耗大量電能。表1為50Hz交流供電體制下的正序、負(fù)序和零序諧波的分類。
 
    表1諧波分類
 
    諧波次數(shù)2 3 4 5 6 7 8 9 10
 
    頻率(Hz)100 150 200 250 300 350 400 450 500
 
    相序-0+-0+-0+
 
    正是由于各種諧波的存在,使50Hz的正弦交流電發(fā)生波形畸變,影響了正常的工作。在三相四線供電變壓器中,3次整數(shù)倍的諧波代數(shù)疊加,感應(yīng)到變壓器一次側(cè),造成線圈過熱,同時(shí)使中線電流過大,發(fā)熱,甚至燒壞。在電機(jī)運(yùn)行過程中,諧波使交流電壓波形嚴(yán)重失真,燒壞電機(jī)。在無功補(bǔ)償電路中,諧波會(huì)形成諧振,燒壞電容柜。在日常生活中,日光燈燈管被燒壞,起輝器無法啟動(dòng)等情況都是由諧波造成的。
 
    除了對(duì)電路造成危害之外,諧波的存在,也使配電功率因數(shù)的提高受到制約。利用電容補(bǔ)償電路提高功率因數(shù)時(shí),不可避免地帶來諧波的負(fù)面影響。如果諧波次數(shù)較高,無功補(bǔ)償電容很可能被擊穿。
 
    2諧波的定性分析
 
    各次諧波在電路中的作用是不相同的,現(xiàn)對(duì)諧波常見的兩種作用效果進(jìn)行定性分析,找出原因,加以抑制。
 
    2.1諧波的疊加特性
 
    諧波的疊加與相序有關(guān)。在同一電路中,有些諧波相互作用時(shí),相互減弱或相互抵消,但是,更多的場(chǎng)合往往相互疊加,使波形發(fā)生明顯的畸變。例如,僅有3次諧波出現(xiàn)時(shí),波形如圖1所示;當(dāng)3次、5次諧波同時(shí)出現(xiàn)時(shí),就會(huì)使正弦波明顯地發(fā)生了變化,如圖2所示。
 
    Zf1.gif (5383 字節(jié))
 
    圖1u1、u3及其疊加波形
 
    Zf2.gif (5670 字節(jié))
 
    圖2u1、u3、u5及其疊加波形
 
    如果繼續(xù)疊加,正弦波就會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化。方波可用傅里葉級(jí)數(shù)展開如下式。
 
    ui=4Um[sin2πft+(sin6πft)/3+(sin10πft)/5
 
    +…+(sin2kπft)/k〗/π(1)
 
    其中,ui為疊加之后的電壓,Um為基波振幅,f為基波的頻率50Hz,k=1、3、5……為奇數(shù)。
 
    當(dāng)然,其它種類的諧波疊加的情況也很多,如鋸齒波就含有一系列的偶次諧波
 
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