電路偕波

1. 諧波對於電力系統的危害性

諧波對於電力系統的危害：

1、降低供電設備的壽命，增加輸、供和用電設備的額外附加損耗，使設備的溫度過熱。

2、影響變壓器。諧波電流疊加在電容器的基波上，使電容滾禪器電流變大、溫度升高、壽命縮短，引起電容器過負荷甚至爆炸。

3、影響繼電保護和自動裝置的安全性。電力諧波常會引起繼電保護及自動裝置誤動或拒動，使其動作失去選擇性，導致可靠性降低，容易造成系統事故。

4、影響用電設備。電力諧波會使電視機、計算機的圖形畸變，畫面亮度發生波動變化，並使機內的元件溫度出現過熱；使計算機及數據處理系統出現錯誤，甚至損害機器。

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抑制諧波的基本原則

抑制變頻器在運行中產生諧波的方法是進行諧波補償，也就是增加諧波補償裝置，使輸入的電流成為正弦波。

方法

傳統的諧波補償裝置多採用設置LC調諧濾波器的方法來抑制諧波，這種抑制方法既可以抑制諧波，又可以補償無功功率。不豎備迅足之處是其補償特性易受電網阻抗與運行狀態的影響，容易與系統產生並聯諧振，進而造成諧波放大，容易導致LC調諧濾波器過載，甚至燒壞。

另一方面，LC調諧濾波器僅能補償固定頻率的諧波且補償效果不甚理想。不過，余此由於LC調諧濾波器的結構簡單、成本較低、設置容易，故現在仍然被廣泛應用。

2. 電力系統中諧波產生的原因

電網諧波主要由發電設備(電源端)、輸配電設備以及電力系統非線性負載等三個方面引起的。

1、電源端產生的諧波。

發電機的三相繞組在製作上很難做到絕對對稱，由於製作工藝影響，其鐵心也很難做到絕對的均勻一致，加上發電機的穩定性等其他一些原因，會產生一些諧波，但一般來說相對較少。

2、輸配電過程產生的諧波。

電力變壓器是輸配電過程中主要的諧波來源，由於變壓器的設計需要考慮經濟性，其鐵心的磁化曲線處於非線性的飽和狀態，使得工作時的磁化電流為尖頂型的波形，因而產生奇次諧波。

較高的變壓器鐵心飽和程度使得其工作點偏離了線性曲線，產生了較大的諧波電流，其奇次諧波電流的比例可以達到變壓器額定電流的0．5%以上。

3、電力設備產生的諧波。

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電力設備產生的諧波：

1、整流晶閘管設備。由於整流晶閘管廣泛應用在開關電源、機電控制、充電裝置等許多方面，給電網帶來了相當多的諧波。據統計，由整流設備引起的諧波將近達到全部諧波的40%，是諧波的一個主要來源。

2、變頻設備。電動機、電梯、水泵、風機等機電設備中常用的變頻設備，因為大部分是相位控制，其諧波成分比較復雜，除了整數次的諧波成分外，還含有一定分數次的諧波成分，變頻設備的功率一般較大，其廣泛應用對電網造成的諧波也越來越多。

3、氣體放電類電光源。氣體放電類電光源如高壓鈉燈、高壓汞燈、熒光燈以及金屬鹵化物燈等，其伏安特性的非線性相當嚴重，有的電光源還具有負伏安特性，這些都會給輸電網帶來奇次諧波成分。

4、家用電器設備。在空調器、冰箱、洗衣機、電風扇等含有繞組的用電設備中，由於不平衡電流的變化也能使電源波形發生改變。另外，計算機、電視機、溫控炊具、調光燈具等，因其具有一定的調壓整流功能，也會產生高次的奇次諧波成分。這些家用電器設備也成為諧波的一個主要來源。

5、其他用電設備。

3. 電力系統的諧波是什麼意思

諧波 (harmonic wave)，從嚴格的意義來講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進行傅里葉級數分解，其餘大於基波頻率的電流產生的電量。從廣義上講，由於交流電網有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波，這時「諧波」這個詞的意義已經變得與原意有些不符。正是因為廣義的諧波概念，才有了「分數諧波」、「間諧波」、「次諧波」等等說法。
諧波產生的原因主要有：由於正弦電壓加壓於非線性負載，基波電流發生畸變產生諧波。主要非線性負載有UPS、開關電源、整流器、變頻器、逆變器等。

4. 什麼是諧波

在電力系統中諧波產生的根本原因是由於非線性負載所致。當電流流經負載時，與所加的電壓不呈線性關系，就形成非正弦電流，即電路中有諧波產生。諧波頻率是基波頻率的整倍數，根據法國數學家傅立葉(M．Fourier)分析原理證明，任何重復的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數的諧波的正弦波分量。諧波是正弦波，每個諧波都具有不同的頻率，幅度與相角。諧波可以區分為偶次與奇次性，第3、5、7次編號的為奇次諧波，而2、4、6、8等為偶次諧波，如基波為50Hz時，2次諧波為l00Hz，3次諧波則是150Hz。一般地講，奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大。在平衡的三相系統中，由於對稱關系，偶次諧波已經被消除了，只有奇次諧波存在。對於三相整流負載，出現的諧波電流是6n±1次諧波，例如5、7、11、13、17、19等，變頻器主要產生5、7次諧波。
「諧波」一詞起源於聲學。有關諧波的數學分析在18世紀和19世紀已經奠定了良好的基礎。傅里葉等人提出的諧波分析方法至今仍被廣泛應用。電力系統的諧波問題早在20世紀20年代和30年代就引起了人們的注意。當時在德國，由於使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。1945年J.C.Read發表的有關變流器諧波的論文是早期有關諧波研究的經典論文。
到了50年代和60年代，由於高壓直流輸電技術的發展，發表了有關變流器引起電力系統諧波問題的大量論文。70年代以來，由於電力電子技術的飛速發展，各種電力電子裝置在電力系統、工業、交通及家庭中的應用日益廣泛，諧波所造成的危害也日趨嚴重。世界各國都對諧波問題予以充分和關注。國際上召開了多次有關諧波問題的學術會議，不少國家和國際學術組織都制定了限制電力系統諧波和用電設備諧波的標准和規定。
諧波研究的意義，道德是因為諧波的危害十分嚴重。諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、產生振動和雜訊，並使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發生故障或燒毀。諧波可引起電力系統局部並聯諧振或串聯諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設備燒毀。諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作，使電能計量出現混亂。對於電力系統外部，諧波對通信設備和電子設備會產生嚴重干擾

5. 什麼是諧波,

諧波是指對周期性非正弦交流量。

進行傅里葉級數分解所得到的大於基波頻率整數倍的各次分量，通常稱為高次諧波，而基波是指其頻率與工頻(50Hz)相同的分量。

諧波產生的原因主要有，由於正弦電壓加壓於非線性負載，基波電流發生畸變產生諧波。主要非線性負載有UPS、開關電源、整流器、變頻器、逆變器等。

泛音是物理學上的諧波，但次數的定義稍許有些不同，基波頻率2倍的音頻稱之為一次泛音，基波頻率3倍的音頻稱之為二次泛音，以此類推。

諧波的頻率必然也等於基波的頻率的整數倍，基波頻率3倍的波稱之為三次諧波，基波頻率5倍的波稱之為五次諧波，以此類推。不管幾次諧波，他們都是正弦波。

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諧波分析是信號處理的一種基本手段。在電力系統的諧波分析中，主要採用各種諧波分析儀分析電網電壓、電流信號的諧波，該類儀表的諧波分析次數一般在40次以下。

對於變頻器而言，其諧波分布與電網不同，電網諧波主要為低次諧波，而變頻器的諧波主要為集中在載波頻率整數倍附近的高次諧波，一般的諧波分析設備只能分析50次以下的諧波，不能測量變頻器輸出的高次諧波。

對於PWM波，當載波頻率固定時，諧波的頻率范圍相對固定，而所需分析的諧波次數，與基波頻率密切相關，基波頻率越低，需要分析的諧波次數越高。一般宜採用寬頻帶的，運算能力較強、存儲容量較大的變頻功率分析儀，根據需要，其諧波分析的次數可達數百甚至數千次。

例如，當載波頻率為2kHz，基波頻率為50Hz時，其40次左右的諧波含量最大；當基波頻率為5Hz時，其400次左右的諧波含量最大，需要分析的諧波次數一般至少應達到2000次。

同時，選擇儀表的同時，還應選擇合適帶寬的感測器，因為感測器的帶寬將限制進入二次儀表的信號的有效帶寬。一般用選擇寬頻帶的變頻電壓感測器、變頻電流感測器或電壓、電流組合式的變頻功率感測器。