關(guān)于諧波，你了解多少呢？一篇文章帶你全面了解諧波的定義、產(chǎn)生的原因、危害及如何消除

定義：在電力系統(tǒng)中，諧波是指對(duì)周期性非正弦電量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分分量就稱為諧波。

一、產(chǎn)生原因

1.電力電子設(shè)備 ：整流器、逆變器、變頻器等電力電子設(shè)備在工作時(shí)，會(huì)使交流電流和電壓發(fā)生畸變，從而產(chǎn)生諧波。例如，整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流。 這些設(shè)備廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通、通信等領(lǐng)域，是電力系統(tǒng)中諧波的主要來(lái)源之一。

2.電弧設(shè)備： 電弧爐、電焊機(jī)等電弧設(shè)備在工作時(shí)，由于電弧的不穩(wěn)定燃燒，會(huì)使電流和電壓發(fā)生畸變，從而產(chǎn)生諧波。 電弧設(shè)備通常具有較大的功率，其產(chǎn)生的諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響也比較大。

3.其他設(shè)備： 熒光燈、節(jié)能燈等氣體放電燈在工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生諧波電流。 計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、充電器等電子設(shè)備在工作時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生一定量的諧波電流。

二、危害

1.增加電力系統(tǒng)損耗： 諧波電流在電力系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)，會(huì)增加線路的電阻損耗和變壓器的鐵損、銅損等。這不僅會(huì)浪費(fèi)電能，還會(huì)降低電力系統(tǒng)的效率。 例如，諧波電流會(huì)使變壓器的鐵芯發(fā)熱，增加變壓器的損耗，縮短變壓器的使用壽命。

2.影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行： 諧波會(huì)使電機(jī)產(chǎn)生附加的損耗和發(fā)熱，降低電機(jī)的效率和使用壽命。 諧波還會(huì)影響電容器、電抗器等無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備損壞。 例如，諧波電流會(huì)使電容器過(guò)流、過(guò)熱，甚至發(fā)生爆炸。

3.干擾通信系統(tǒng)： 諧波會(huì)在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生電磁干擾，影響通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 例如，諧波會(huì)使電話線路產(chǎn)生雜音，影響通話質(zhì)量；會(huì)使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)誤碼，影響數(shù)據(jù)傳輸。

4.引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作： 諧波會(huì)使繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的測(cè)量誤差增大，甚至?xí)?dǎo)致誤動(dòng)作。 例如，諧波會(huì)使過(guò)流保護(hù)裝置誤動(dòng)作，導(dǎo)致不必要的停電事故。

三、治理措施

1.采用濾波器

無(wú)源濾波器：由電感、電容和電阻等無(wú)源元件組成，可以對(duì)特定頻率的諧波進(jìn)行濾波。無(wú)源濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但濾波效果有限，且可能會(huì)與電力系統(tǒng)發(fā)生諧振。

有源濾波器：由電力電子器件組成，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)電力系統(tǒng)中的諧波電流，并產(chǎn)生與之相反的電流進(jìn)行補(bǔ)償，從而達(dá)到濾波的目的。有源濾波器濾波效果好，但成本較高。

2.優(yōu)化電力電子設(shè)備的設(shè)計(jì): 在設(shè)計(jì)電力電子設(shè)備時(shí)，可以采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、多電平技術(shù)等，減少諧波的產(chǎn)生。 還可以增加設(shè)備的濾波功能，如在變頻器中內(nèi)置濾波器，減少輸出諧波。

3.加強(qiáng)電力系統(tǒng)的管理和監(jiān)測(cè): 建立健全電力系統(tǒng)的諧波監(jiān)測(cè)體系，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理諧波問(wèn)題。 對(duì)電力用戶進(jìn)行諧波管理，限制其諧波注入電網(wǎng)的量。 加強(qiáng)對(duì)電力設(shè)備的維護(hù)和管理，確保設(shè)備的正常運(yùn)行，減少諧波的產(chǎn)生。

安科瑞諧波保護(hù)器是安科瑞電氣股份有限公司推出的用于治理諧波、保護(hù)用電設(shè)備的一種裝置。其功能特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

諧波抑制：可吸收 3kHz~30MHz 頻率各種能量的諧波干擾，包括高次諧波、高頻噪聲、脈沖尖峰、浪涌等，有效減少諧波對(duì)用電設(shè)備的影響。

電壓波形矯正：能夠?yàn)V除電壓尖峰雜波，矯正因諧波影響而產(chǎn)生畸變的電壓波形，為用電設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。

降低設(shè)備故障率：減少了用電設(shè)備的故障率和機(jī)器誤操作，克服了由于高頻諧波污染引起的干擾，保障了設(shè)備的正常運(yùn)行。

經(jīng)濟(jì)性好：設(shè)備本身幾乎不耗電，具有超高的經(jīng)濟(jì)性。

安裝方便：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，接線簡(jiǎn)單，便于安裝和維護(hù)。

? ? ?

應(yīng)用領(lǐng)域：

工業(yè)領(lǐng)域：工廠中的生產(chǎn)線的 PLC、計(jì)算機(jī)設(shè)備控制、高精度數(shù)控、DCS 系統(tǒng)等對(duì)電能質(zhì)量要求較高的設(shè)備，可使用諧波保護(hù)器來(lái)保證其正常運(yùn)行。

醫(yī)療領(lǐng)域：醫(yī)院的 ICU、MRI、手術(shù)室 IT 隔離電源、醫(yī)學(xué)成像室、放療科等場(chǎng)所，醫(yī)療設(shè)備對(duì)電源的穩(wěn)定性和純凈度要求極高，諧波保護(hù)器可以為這些設(shè)備提供可靠的電力保障。

公共設(shè)施領(lǐng)域：機(jī)場(chǎng)、體育場(chǎng)的 EIB 調(diào)光系統(tǒng)、主控室、廣播系統(tǒng)；劇場(chǎng)、電視臺(tái)的舞臺(tái)調(diào)光設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、LED 大屏幕等場(chǎng)所，需要穩(wěn)定的電力供應(yīng)以保證設(shè)備的正常運(yùn)行和演出的順利進(jìn)行。

通信領(lǐng)域：電信機(jī)房、銀行的大型數(shù)據(jù)中心、安防系統(tǒng)等，對(duì)電能質(zhì)量的要求也非常高，諧波保護(hù)器可以有效提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

作者介紹：

曹華偉，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司銷(xiāo)售經(jīng)理一職

Tel:137/7441/3253（V同號(hào)）

審核編輯 黃宇