关于谐波概述

关于谐波概述

6月 27, 2019 电能质量 by howcore

当正弦波电压施加在非线性负载上时,电流就变成非正弦波,非正弦波电流在电网阻抗上产生压降,会使电压波形也变成非正弦波。对非正弦波做傅立叶级数分解,其中频率与工频相同的分量成为基波,频率大于基波的分量成为谐波。


如今广泛使用的负载大部分是非线性的,如整流器;变压器;UPS;电梯;空调;荧光灯;复印机;家用电器等,这些非线性负载会产生大量的谐波电流并注入到电网中,是电网电压产生畸变,这种谐波污染会对电网和用户产生严重的危害。

谐波的危害主要表现在供电设备在高频细胞分量作用下,集肤效应增大;涡流;磁滞等影响增加,引起异常过热,损耗大为增加。谐波分为使电流和电压波形发生畸变,而波形过零点的畸变直接对测控元件或设备产生干扰和误动。

配电系统普遍存在较宽频率范围的谐波污染,无功补偿电容器在电网中呈现的阻抗特性和电网频率相关。因此,在谐波污染场合直接采用纯电容型无功补偿容易引起多种电气故障:1.导致电容器过载,发热,缩短使用寿命。2.引起电网谐振,造成电器事故。3.电容器造成谐波放大,加剧谐波污染,功率因素不能达到目标值。4.在电网中,各个不同的设备连接在一起,如变压器;输电线;电容器和负载。电网中任何一点的阻抗取决于频率;设备和网络拓扑结构。

串联起来的电容和电感在接近谐振频率的特定频率范围内,其阻抗非常低,成为串联谐振;并联起来的电容和电感在接近谐振频率的特定频率范围内,其阻抗非常高,称为并联谐振。

在一个宽的频率范围内,串联谐振和并联谐振在同一个电网中都可能存在,如果有谐波电压或谐波电流激励这些振谐回路,可能会引起电压和电流的放大,干扰系统和设备,使其过载,甚至损坏。

串联谐振:图2的曲线分析了串联起来的变压器和电容器(图1所示)的电路阻抗和谐波次数关系,曲线图显示了发生在11次谐波频率附近的串联谐振。

当频率接近串联谐振频率时,供电母线上一个相对较低的谐波电压将会引起很大的谐波电流。较大的谐波电流将会使负载母线上出现较高的谐波电压,是正弦电压发生畸变。

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