諧波基礎知識

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。