电源第1讲认识谐波

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1 谐波的基础知识

(1)什么是基波?

电力网络中呈周期性变化的电压或电流的频率即为基波(又称一次波)，我国电网规定频率是50 Hz，所以基波是50 Hz。

(2)什么是谐波?

电力网络中除基波(50 Hz)外，任一周期性的电压或电流信号，其频率高于基波(50 Hz)的，称为谐波。

电网或电路中，电压产生的谐波为电压谐波;

电流产生的谐波为电流谐波。

(3)谐波有几种?

整数谐波：指频率为整数(跃1)倍基波频率的谐波，即2、3、4、5、6、7、8、9、10 等次谐波。

偶次谐波：指频率为圆、源、6、8、10 等偶数倍基波频率的谐波。

奇次谐波：指频率为3、5、7、9、11 等奇数倍基波频率的谐波。

正序谐波：谐波次数为3k+1(k 为正整数)即4、7、10等次谐波。

负序谐波：谐波次数为3k-1(k 为正整数)即2、5、8等次谐波。

零序谐波：指频率为3的整数倍基波频率的谐波，例如3、6、9、12、15 次谐次。

高频谐波：指频率为圆耀怨kHz的谐波。

(4)谐波频率如何计算?

谐波频率越谐波次数伊基波频率例：缘次谐波频率为缘伊缘园Hz越圆缘园Hz，苑次谐波频率为7伊50 Hz越猿缘园Hz等。

(5)哪些设备或电路容易产生谐波?

1)非线性负载，例二极管整流电路(AC/DC)。

2)三相电压或电流不对称性负载。

3)逆变电路(DC/AC)。

4)UPS 电源(PC 机用)，EPS 电源(大功率动力用)，即不间断电源。

5)晶闸管调压装置或调速电路。

6)电镀设备。

7)电弧炉、矿热炉、锰矿炉、磷矿炉、电石炉、硅铁炉。

8)电解槽。

9)电焊机(弧焊、缝焊、点焊、碰焊、对焊)。

10)电池充电机。

11)变频器(低压或高压变频器)。

12)脉幅调制(PAM)调压电路或者是脉宽调制(PWM)调频电路。

13)谐波的次数与整流电路的相数有关，例三相、六相、十二相、十八相、二十四相，当相数越多并通过移相方式就可使谐波次数及谐波分量减小。例如采用输入变压器移相技术的单元串联在高压频率器的主电路。

14)开关电源。

15)斩波电路、斩波调速。

16)工频电炉。

17)中频电炉。

18)天车、起重机械。

19)气体放电的照明灯具，例：节能灯、荧光灯(T5、T8)、金卤灯、钠灯、汞灯、氪灯、氚灯等，使用时都有一定的谐波产生。

20)软起动装置(使用SCR调压)。

(6)谐波电流的方向如何?

谐波电流从负载流向供电变压器直至供电网络，即由终端负载向前级的流入。

(7)谐波的影响是什么?

1)对变压器的影响谐波电流使铜损增加、漏磁增加;谐波电压使铁损增加;谐波功率造成噪声增大、温升提高。

2)对电力电线的影响谐波电流易过载，导致过热、破坏绝缘、集肤效应加大。

3)对电动机的影响谐波电流增加铜损、谐波电压增加铁损，谐波的功率造成机械效率减小，功率因数下降，有效转矩减小。

4)对控制系统的影响电压零点漂移、线电压不平衡、仪表仪器的指示不准，以致控制判断错误，甚至控制系统失控。

5)对通信设备的影响谐波会产生感应电磁场，影响通信质量。

6)对电容器的影响一般大型电动机或低压电网都有无功功率补偿或功率因数补偿，基本都是使用电容器来实现的，因谐波产生，易使电容器产生过电流、过

电压、过温度，造成击穿损坏，原因是谐波电流易发生并联谐振，产生大电流，串联谐振产生过电压，一般电容器运行电流臆1.3 倍额定值电流，否则迅速损坏，而谐波电流以5、7、11次为主。