電源第1講認(rèn)識(shí)諧波

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1 諧波的基礎(chǔ)知識(shí)

(1)什么是基波?

電力網(wǎng)絡(luò)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(guó)電網(wǎng)規(guī)定頻率是50 Hz，所以基波是50 Hz。

(2)什么是諧波?

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

電網(wǎng)或電路中，電壓產(chǎn)生的諧波為電壓諧波;

電流產(chǎn)生的諧波為電流諧波。

(3)諧波有幾種?

整數(shù)諧波：指頻率為整數(shù)(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(shù)倍基波頻率的諧波。

奇次諧波：指頻率為3、5、7、9、11 等奇數(shù)倍基波頻率的諧波。

正序諧波：諧波次數(shù)為3k+1(k 為正整數(shù))即4、7、10等次諧波。

負(fù)序諧波：諧波次數(shù)為3k-1(k 為正整數(shù))即2、5、8等次諧波。

零序諧波：指頻率為3的整數(shù)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(jì)算?

諧波頻率越諧波次數(shù)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(shè)備或電路容易產(chǎn)生諧波?

1)非線性負(fù)載，例二極管整流電路(AC/DC)。

2)三相電壓或電流不對(duì)稱性負(fù)載。

3)逆變電路(DC/AC)。

4)UPS 電源(PC 機(jī)用)，EPS 電源(大功率動(dòng)力用)，即不間斷電源。

5)晶閘管調(diào)壓裝置或調(diào)速電路。

6)電鍍?cè)O(shè)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(jī)(弧焊、縫焊、點(diǎn)焊、碰焊、對(duì)焊)。

10)電池充電機(jī)。

11)變頻器(低壓或高壓變頻器)。

12)脈幅調(diào)制(PAM)調(diào)壓電路或者是脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)頻電路。

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

14)開關(guān)電源。

15)斬波電路、斬波調(diào)速。

16)工頻電爐。

17)中頻電爐。

18)天車、起重機(jī)械。

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

20)軟起動(dòng)裝置(使用SCR調(diào)壓)。

(6)諧波電流的方向如何?

諧波電流從負(fù)載流向供電變壓器直至供電網(wǎng)絡(luò)，即由終端負(fù)載向前級(jí)的流入。

(7)諧波的影響是什么?

1)對(duì)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(duì)電力電線的影響諧波電流易過(guò)載，導(dǎo)致過(guò)熱、破壞絕緣、集膚效應(yīng)加大。

3)對(duì)電動(dòng)機(jī)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(jī)械效率減小，功率因數(shù)下降，有效轉(zhuǎn)矩減小。

4)對(duì)控制系統(tǒng)的影響電壓零點(diǎn)漂移、線電壓不平衡、儀表儀器的指示不準(zhǔn)，以致控制判斷錯(cuò)誤，甚至控制系統(tǒng)失控。

5)對(duì)通信設(shè)備的影響諧波會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電磁場(chǎng)，影響通信質(zhì)量。

6)對(duì)電容器的影響一般大型電動(dòng)機(jī)或低壓電網(wǎng)都有無(wú)功功率補(bǔ)償或功率因數(shù)補(bǔ)償，基本都是使用電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因諧波產(chǎn)生，易使電容器產(chǎn)生過(guò)電流、過(guò)

電壓、過(guò)溫度，造成擊穿損壞，原因是諧波電流易發(fā)生并聯(lián)諧振，產(chǎn)生大電流，串聯(lián)諧振產(chǎn)生過(guò)電壓，一般電容器運(yùn)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。