什麼是諧波?電力系統諧波怎麼產生的?老司機給你科普一下!

2021-01-11 電氣設計狄老師

(1)諧波的含義

在振動學裡認為一個振動產生的波裡具有一定頻率的振幅最大的正弦波叫基波。其他高於基波頻率的小波就叫作諧波。

電力系統對諧波的定義:對周期性非正弦電量(電壓或電流)進行傅立葉級數分解,除了得到與電網基波頻率相同的分量,還得到一系列大於電網基波頻率的分量,這部分電量稱為諧波。電氣設計在線教學狄老師

(基波及其表達式)
(基波及2.3.4次諧波)
(摻入2、3、4次諧波後的複合波)

(2)諧波的產生

電力系統是由發電、變電、輸配電和用電這四個環節所組成的整體,每個環節均有可能產生諧波。

發電環節:略……

變電環節:略……

輸配電環節:略……

用電環節:用電系統中諧波主要是由非線性負載引起,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。

三次諧波公式:

複合波公式:

(3)非線性設備含義

簡言之,設備中產生的電流波形是斷續的或突變的,它不是一個可採用線性法則進行運算的連續函數,一般要採用傅立葉級數來描述它。

例如:

上圖為三相整流迴路,整流後的電流波形為階梯方波,右圖是按傅立葉級數展開後的頻譜,可以看出五次和七次諧波比例很高。

又如:

上圖為單相整流迴路,整流後的電流波形為斷續波形,右圖是按傅立葉級數展開後的頻譜,其中三次諧波比例很高。

(4)三次諧波電流的特殊性

三次諧波電流主要是由單相非線性負載(如螢光燈,節能燈及鎮流器等)產生的。因其頻率的特殊性,三次諧波在電網中性線上產生的後果尤為嚴重。在三相電網中,基波各相的相位差為 120°;而三次諧波相位差為360°。

由下圖可見,各相線內的三次諧波電流在中性線上匯集時,其瞬時值是直接同相相加的,故中性線上的三次諧波電流一般為約為3倍的相線上的三次諧波電流,甚至會大於相線上的基波電流。

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    打開APP 一文了解諧波是什麼及諧波的產生 工程師之餘 發表於 2018-11-01 11:22:25 諧波是什麼 通俗而言,在電力系統把50HZ的電壓或者電流波,叫做基波,不是50Hz的電壓、電流就是諧波。
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  • 諧波?到底怎麼理解?這次是明白了!
    在振動學裡認為一個振動產生的波是一個具有一定頻率的振幅最大的正弦波叫基波。這些高於基波頻率的小波就叫作諧波。 諧波是指對周期性非正弦交流量進行傅立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。高次諧波的幹擾是當前電力系統中影響電能質量的一大「公害」,亟待採取對策。
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    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/180413.htm諧波電流和電壓是由與配電系統相連的非線性負載產生的。諧波畸變是電設備中產生的一種汙染,如果總諧波電流超過一定的限值,就可能出現問題。在各種電子系統中的所有電力電子變流器都可以通過向柵極直接注入諧波電流而增加諧波幹擾。圖2.1說明了在電力電子變流器輸入電流中的電流諧波如何影響電源電壓(ut)。
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