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2020

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。