谐波是什么意思_变频器对电网的影响_电网 谐波分析

【摘 要】目前，电网污染日益严重，给人们带来了极大的危害，因此电网谐波分析已经成为电力系统领域的一个重要研究方向。近二、三十年来，各种电力电子装置的迅速普及使得公用电网的谐波污染日趋严重，已成为影响电能质量的公害，对电力系统的安全，经济造成极大的影响。电网 谐波分析因此，对电网中的谐波含量进行实时测量，确切掌握电网中谐波的实际状况，对于防止谐波危害、提高供电质量是十分必要的。

【关键词】电能质量；谐波；谐波危害

【中图分类号】TM727【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0284-02

1、谐波

国际上公认的谐波含义是：“谐波是一个周期电气量的正弦波的分量，其频率为基波频率的整数倍”。

2、谐波的产生

（1） 发电机等旋转设备

主要是旋转设备结构设计上的问题产生谐波，如锯齿波，包括铁心饱和造成的低次谐波。但由于这类设备产生的谐波量少以及技术水平在不断提高，已逐步有所改变。

（2） 变压器

变压器与饱和电抗器产生的高次谐波是铁心饱和造成的，一般产生的是三次与五次谐波电压畸变，数量最多的是三次谐波。

（3） 各种可控硅整流负荷以电动机为代表的单相整流装置，要产生大量的三次谐波。

（4） 钢铁工业用的电弧炉，化学工业用的电石炉等各种电炉负荷。（5） 电视机，除尘器，空调等低压负荷。

（6） 随着其操作而出现的瞬变现象。谐波源虽然是供给谐波电流的能量源，但它的能量却是工频基波提供的。非线性设备产生谐波的过程，实际上是一个消耗工频能，并将其中一部分工频能转换为各次谐波能量向系统回送的过程。高次谐波是电力系统的一种“污染”，目前，它日益成为电力系统运行中的严重问题。

3、谐波的危害

谐波对电力网络的污染日益严重，其产生的危害主要有：

（1）对发电机和电动机产生脉动转矩噪声，附加功率损耗和发热，此外由整流器供电的电机可引起明显的电压畸变。

（2）对无功补偿电容器引起谐振或谐波电流放大，从而导致电热器因过负荷或过电压而损坏；对电力电缆也会造成电缆过负荷或过电压击穿。

（3）对供电网和导线产生的而言，会增加供电网的损耗。当发生谐振现象时，损耗更加严重。

（4）对断路器和熔断器而言，电流波形畸变明显影响断路器容量，当存在电流畸变时，开断更为困难，而且由于开断时间延长而延长了故障电流的切除时间，因而造成了快速重合闸后的再燃。熔断器是由于发热而熔断的，它们对谐波过流集肤效应引起的发热效应很敏感。

（5）对变压器而言，谐波在变压器中造成的损耗产生附加发热，降低了其带负载的能力。

（6）对电子设备而言，主要影响表现在三个方面：

第一，谐波畸变得结果产生多个过零问题，这种多个过零会破坏设备的运行，最明显的是数字时钟，任何应用过零原理同步元件都应考虑这种影响。半导体器件经常在电压过零时投入，以降低电磁干扰和涌流，多次过零会改变器件投入时间，破坏设备运行。

第二， 电力电子电源使用波形的峰值以维持滤波电容器的充电。该波畸变可提高或削平波峰的峰值，其结果是即使均方根的输入电压是正常的，电力电源将运行在高或低的输入电压下，严重时设备可能遭到破坏。

第三，电压陷波也会破坏电子设备的运行，电压陷波不过零但影响过零敏感的设备。

4、谐波的抑制

对谐波抑制的方法主要是在谐波源上采取措施，是从改进电力电子装置入手，最大限度地避免谐波的产生。这类方法可以防止谐波影响波及众多的供电设备。电网质量的提高可节省消除谐波影响的大量人力和物力。将高水平的技术和相对集中的财力用到控制谐波源上，则对电力电子装置改进技术的突破十分有利，这样的方法有：

（1）增加整流相数法

由谐波产生的原理知，随着整流

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