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什么叫谐波?它是如何产生的?它对电力系统影响如何?如何减速谐波干扰?

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    谐波是指频率为基波频率整数倍的一种正弦波。它是由于电网存在非线性元件和非线性负载,使得电网的电压或电流的波形不仅仅是频率为50Hz的正弦波(又称基波),还含有与基波频率(50Hz)成整数倍和分数倍频率的其他正弦波。这些正弦波就称为电网的谐波。其中频率高于基波频率的谐波叫高次谐波。对诸波频率为基波频率的分数倍时,称为分数谐波或间谐波,电力系统中的谐波主要是高次谐波。
   电力系统产生谐波的原因,主要在于电力系统中存在着各种非线性元件(如带铁芯的变压器、发电机、电动机等)和非线性负载如电弧炉、大功率整流设备等),当电力系统向非线性设备及负荷供电时,这些设备在传递(如变压器)、变换(如交直流换流器)吸收(如电弧炉)系统发电机所供给的基波能量的同时,又把部分非正弦波反送电力系统,使电力系统的电压正弦波发生畸变,形成一系列不同频率和振幅的谐波。

   谐波对电力系统的影响主要表现在以下几方面:
   ①谐波电流通过变压器,可使变压器的铁芯损耗明显增加,从而使变压器出现过热,缩短使用寿命;
   ②谐波电流通过交流电动机,不仅会使电动机铁芯损耗明显增加,而且还使电动机转子发生振动现象,严重影响机械加工产品质量;
   ③谐波对电容器的影响更为突出,含有高次谐波的电压加在电容器两端时,由于电容器对高次谐波的阻抗很小,所以电容器很易发生过负荷以致损坏;
   ④谐波电流可使电力线路的电能损耗增加;
   ⑤谐波可引起电力系统发生电压谐振,从而在线路上产生过电压,有可能击穿线路设备的绝缘;
   ⑥谐波使系统的继电保护和自动装置发生误动作;
   ⑦谐波增大附加磁场干扰影响电子仪表和通讯系统的正常工作,降低通讯质量。

   对于用户使用的电力变压器,用户一般要求比较高的情况下,另外购置“谐波抑制器”,现在国内生产厂家很多,根据功率来配套电力变压器。用以“抑制”谐波,使投入的无功补偿电容器回路不与系统产生“谐振”,在投切过程中不产生“合闸涌流”,保护电容器运行安全。
   对于谐波干扰较高,配置的谐波抑制器又不起作用时,得需要采用在负载输入侧串联电抗器的方法。
 
   对于谐波含量高,且系统中的谐波含量已超出了国标的限额,用“抑制”已无法解决问题时,就要毫不犹豫地采用滤波的手段,针对某一次或某几次大含量的谐波进行“滤除”,这就是当前人们说到的多重“滤波”了。滤除谐波,以保证系统中的谐波含量低于国标的限额,即同时能保证系统平安运行。滤除谐波的手段很多,可以使用有源滤波装置,也可以使用无源滤波装置,这要看用户对供电质量的要求而定。
   只要对用户的设备影响不大,滤除部分谐波,能提高无功就行了,但有的用户对用电质量的要求较高,一般而言,由计算机控制的单位,其对电能质量的要求就较高些。
   对于小功率精密设备或对谐波更为敏感的产品,如:精密设备、电脑plc传感器、无线设备的保护。可以使用谐波保护器,它能吸收各种频率、各种能量的谐波干扰,将谐波消除在发生源,自动消除对用电设备产生的随机高次谐波和高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰。通过该智能谐波保护器能够净化电源、保护用电设备和功率因数补偿设备、防止保护装置的误跳闸,从而保护设备安全、高效地运行。

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