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(wǎng)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(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(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)哪些設備或電路容易產(chǎn)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(diào)壓裝置或調(diào)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(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，例三相、六相、十二相、十八相、二十四相，當相數(shù)越多并通過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的單元串聯(lián)在高壓頻率器的主電路。

14)開關電源。

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，使用時都有一定的諧波產(chǎn)生。

20)軟起動裝置(使用SCR調(diào)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(wǎng)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(shù)下降，有效轉(zhuǎn)矩減小。

4)對控制系統(tǒng)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(tǒng)失控。

5)對通信設備的影響諧波會產(chǎn)生感應電磁場，影響通信質(zhì)量。

6)對電容器的影響一般大型電動機或低壓電網(wǎng)都有無功功率補償或功率因數(shù)補償，基本都是使用電容器來實現(xiàn)的，因諧波產(chǎn)生，易使電容器產(chǎn)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(fā)生并聯(lián)諧振，產(chǎn)生大電流，串聯(lián)諧振產(chǎn)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。