諧波的產(chǎn)生、危害及治理辦法

1、精選諧波的產(chǎn)生、危害及治理方法諧波定義：從嚴(yán)格的意義來(lái)講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對(duì)周期性的非正弦電量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。從廣義上講，由于溝通電網(wǎng)有效重量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱(chēng)之為諧波，這時(shí)“諧波”這個(gè)詞的的意義已經(jīng)變得與原意有些不符。正是由于廣義的諧波概念，才有了“分?jǐn)?shù)諧波”、“間諧波”、“次諧波”等等說(shuō)法。產(chǎn)生的緣由：由于正弦電壓加壓于非線(xiàn)性負(fù)載，基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波。主要非線(xiàn)性負(fù)載有UPS、開(kāi)關(guān)電源、整流器、變頻器、逆變器等。周期性波形的開(kāi)放依據(jù)傅立葉級(jí)數(shù)的原理，周期函數(shù)都可以開(kāi)放為常數(shù)與

2、一組具有共同周期的正弦函數(shù)和余弦函數(shù)之和。其開(kāi)放式中，常數(shù)表達(dá)的部分稱(chēng)之為直流重量，最小正周期等于原函數(shù)的周期的部分稱(chēng)之為基波或一次諧波，最小正周期的若干倍等于原函數(shù)的周期的部分稱(chēng)之為高次諧波。因此高次諧波的頻率必定也等于基波的頻率的若干倍，基波頻率3倍的波稱(chēng)之為三次諧波，基波頻率5倍的波稱(chēng)之為五次諧波，以此類(lèi)推。不管幾次諧波，他們都是正弦波。諧波的危害：降低系統(tǒng)容量如變壓器、斷路器、電纜等加速設(shè)備老化，縮短設(shè)備使用壽命，甚至損壞設(shè)備危害生產(chǎn)平安與穩(wěn)定鋪張電能等。諧波的治理：有源電力濾波器是治理諧波的最優(yōu)產(chǎn)品。折疊產(chǎn)生緣由在抱負(fù)的潔凈供電系統(tǒng)中，電流和電壓都是正弦波的。在只含線(xiàn)性元件(電阻、電

3、感及電容)的簡(jiǎn)潔電路里，流過(guò)的電流與施加的電壓成正比，流過(guò)的電流是正弦波。用傅立葉分析原理，能夠把非正弦曲線(xiàn)信號(hào)分解成基本部分和它的倍數(shù)。在電力系統(tǒng)中，諧波產(chǎn)生的根本緣由是由于非線(xiàn)性負(fù)載所致。當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時(shí)，與所加的電壓不呈線(xiàn)性關(guān)系，就形成非正弦電流，即電路中有諧波產(chǎn)生。由于半導(dǎo)體晶閘管的開(kāi)關(guān)操作和二極管、半導(dǎo)體晶閘管的非線(xiàn)性特性，電力系統(tǒng)的某些設(shè)備如功率轉(zhuǎn)換器比較大的背離正弦曲線(xiàn)波形。諧波電流的產(chǎn)生是與功率轉(zhuǎn)換器的脈沖數(shù)相關(guān)的。6脈沖設(shè)備僅有5、7、11、13、17、19 。n倍于電網(wǎng)頻率。功率變換器的脈沖數(shù)越高，最低次的諧波重量的頻率的次數(shù)就越高。其他功率消耗裝置，例如熒光燈的電子把握調(diào)

4、整器產(chǎn)生大強(qiáng)度的3 次諧波( 150 赫茲)。在供電網(wǎng)絡(luò)阻抗( 電阻) 下這樣的非正弦曲線(xiàn)電流導(dǎo)致一個(gè)非正弦曲線(xiàn)的電壓降。在供電網(wǎng)絡(luò)阻抗下產(chǎn)生諧波電壓的振幅等于相應(yīng)諧波電流和對(duì)應(yīng)于該電流頻率的供電網(wǎng)絡(luò)阻抗Z的乘積。次數(shù)越高，諧波重量的振幅越低。只要哪里有諧波源那里就有諧波產(chǎn)生。也有可能，諧波重量通過(guò)供電網(wǎng)絡(luò)到達(dá)用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)。例如，供電網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)用戶(hù)工廠(chǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)可能被相鄰的另一個(gè)用戶(hù)設(shè)備產(chǎn)生的諧波所干擾。折疊產(chǎn)生諧波的設(shè)備類(lèi)型全部的非線(xiàn)性負(fù)荷都能產(chǎn)生諧波電流，產(chǎn)生諧波的設(shè)備類(lèi)型有：開(kāi)關(guān)模式電源(SMPS)、電子熒光燈鎮(zhèn)流器、調(diào)速傳動(dòng)裝置、不間斷電源(UPS)、磁性鐵芯設(shè)備及某些家用電器如電視機(jī)等。監(jiān)控

5、裝置我國(guó)為加強(qiáng)對(duì)諧波的監(jiān)測(cè)，管理及治理，于1994年正式頒布了GB/T14549-93國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波。為了協(xié)作國(guó)家電力公司電網(wǎng)電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)定和國(guó)家公用電網(wǎng)諧波標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，保定三伊方長(zhǎng)電力電子有限公司自1983年起與華北電力高校合作，研制并生產(chǎn)了SF DZ-3電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀等系列產(chǎn)品。該產(chǎn)品可測(cè)量三相電壓、三相電流的諧波、序重量、電壓變動(dòng)和閃變、電壓偏差、功率因數(shù)、有功、無(wú)功、頻率、暫態(tài)電壓等參數(shù)，諧波可測(cè)量63次，儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)定時(shí)記錄，記錄結(jié)果可以存盤(pán)并打印，為用戶(hù)供應(yīng)豐富、完整的實(shí)測(cè)記錄資料。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于變電站、風(fēng)電場(chǎng)、鋼鐵企業(yè)及電氣化鐵路，產(chǎn)品通過(guò)相關(guān)認(rèn)證，完全

6、能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)運(yùn)行要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)平安保駕護(hù)航。區(qū)分對(duì)比泛音其實(shí)就是物理學(xué)上的諧波，但次數(shù)的定義稍許有些不同，基波頻率2倍的音頻稱(chēng)之為一次泛音，基波頻率3倍的音頻稱(chēng)之為二次泛音，以此類(lèi)推。分類(lèi)介紹諧波是正弦波，每個(gè)諧波都具有不同的頻率，幅度與相角。諧波頻率是基波頻率的整倍數(shù)，依據(jù)法國(guó)數(shù)學(xué)家傅立葉(MFourier)分析原理證明，任何重復(fù)的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數(shù)的諧波的正弦波重量。依據(jù)諧波頻率的不同，可以分為：折疊4.1、奇次諧波額定頻率為基波頻率奇數(shù)倍的諧波，被稱(chēng)為“奇次諧波”，如3、5、7次諧波折疊4.2、偶次諧波額定頻率為基波頻率偶數(shù)倍的諧波，被稱(chēng)為“偶次諧波”，如2

7、、4、6、8次諧波。一般地講，奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大。在平衡的三相系統(tǒng)中，由于對(duì)稱(chēng)關(guān)系，偶次諧波已經(jīng)被消退了，只有奇次諧波存在。對(duì)于三相整流負(fù)載，消滅的諧波電流是6n±1次諧波，例如5、7、11、13、17、19等。變頻器主要產(chǎn)生5、7次諧波。折疊4.3、重量諧波頻率為基波非整數(shù)倍的重量稱(chēng)為間諧波（interharmonics），有時(shí)候也將低于基波的間諧波稱(chēng)為次諧波（sub-harmonics),次諧波可看成直流與工頻之間的間諧波。具體請(qǐng)參考GB/T 24337-2009.參數(shù)信息折疊5.1、諧波電流諧波電流是由設(shè)備或系統(tǒng)引入的非正弦特性電流。諧波電流疊加在主電源上折疊

8、5.2、諧波電壓諧波電壓是由諧波電流和配電系統(tǒng)上產(chǎn)生的阻抗導(dǎo)致的電壓降折疊6.1、阻抗阻抗是在特定頻率下配電系統(tǒng)某一點(diǎn)產(chǎn)生的電阻。阻抗取決于變壓器和連在系統(tǒng)上的用電設(shè)備，以及所接受導(dǎo)體的截面積和長(zhǎng)度。折疊6.2、阻抗系數(shù)阻抗系數(shù)是AF （載波）阻抗相對(duì)于50Hz （基波）阻抗的比率。折疊6.3、諧振在配電系統(tǒng)里的設(shè)備，與它們存在的電容( 電纜，補(bǔ)償電容器等) 和電感( 變壓器，電抗線(xiàn)圈等) 形成共振電路。后者能夠被系統(tǒng)諧波激勵(lì)而成為諧振。配電系統(tǒng)諧波的一個(gè)緣由是變壓器鐵芯非線(xiàn)性磁化的特性。在這種狀況下主要的諧波是3 次的；它在全部導(dǎo)體內(nèi)與單相重量具有相同的長(zhǎng)度，因而在星形點(diǎn)上不能消退。折疊6.

9、4、諧振頻率每個(gè)電感和電容的連接形成一個(gè)具有特定共振頻率的諧振電路。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)有幾個(gè)電感和電容就有幾個(gè)諧振頻率。折疊6.5、并聯(lián)諧振頻率網(wǎng)絡(luò)阻抗達(dá)到最大值的頻率。在并聯(lián)諧振電路中，電流重量I L 和I C 大于總電流I 。折疊6.6、串聯(lián)諧振頻率網(wǎng)絡(luò)的阻抗水平達(dá)到最小的頻率。在串聯(lián)諧振電路內(nèi)分路電壓U L 和U C 大于總電壓U 。折疊6.7、串聯(lián)諧振諧電路由電感（電抗器）和電容（電容器）串聯(lián)的電路。折疊6.8、無(wú)功功率電動(dòng)機(jī)和變壓器的磁能部分，以及用于能量交換目的的功率轉(zhuǎn)換器等處需要無(wú)功功率Q 。與有功功率不同，無(wú)功功率并不做功。計(jì)量無(wú)功功率的單位是Var 或 kvar 。折疊6.9、無(wú)功功率

10、補(bǔ)償供電部門(mén)規(guī)定一個(gè)最小功率因數(shù)以避開(kāi)電能鋪張。假如一個(gè)工廠(chǎng)的功率因數(shù)小于這個(gè)最小值，它要為無(wú)功功率的部分付費(fèi)。否則它就應(yīng)當(dāng)用電容器提高功率因數(shù)，這就必需在用電設(shè)備上并聯(lián)安裝電容器。危害方面抱負(fù)的公用電網(wǎng)所供應(yīng)的電壓應(yīng)當(dāng)是單一而固定的頻率以及規(guī)定的電壓幅值。諧波電流和諧波電壓的消滅，對(duì)公用電網(wǎng)是一種污染，它使用電設(shè)備所處的環(huán)境惡化，也對(duì)四周的其他設(shè)備產(chǎn)生干擾。在電力電子設(shè)備廣泛應(yīng)用以前，人們對(duì)諧波及其危害就進(jìn)行過(guò)一些爭(zhēng)辯，并有肯定生疏，但那時(shí)諧波污染還沒(méi)有引起足夠的重視。近三四十年來(lái)，各種電力電子裝置的快速進(jìn)展使得公用電網(wǎng)的諧波污染日趨嚴(yán)峻，由諧波引起的各種故障和事故也不斷發(fā)生，諧波危害的嚴(yán)峻

11、性才引起人們高度的關(guān)注。諧波的危害格外嚴(yán)峻。諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過(guò)熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會(huì)引起繼電愛(ài)護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，使電能計(jì)量消滅混亂。對(duì)于電力系統(tǒng)外部，諧波對(duì)通信設(shè)備和電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)峻干擾。諧波對(duì)公用電網(wǎng)和其他系統(tǒng)的危害大致有以下幾個(gè)方面：折疊7.1、加大企業(yè)的電力運(yùn)行成本由于諧波不經(jīng)治理是無(wú)法自然消退的，因此大量諧波電壓電流在電網(wǎng)中游蕩并積累疊加導(dǎo)致線(xiàn)路損耗增加、電力設(shè)備過(guò)熱，從而加大了電力運(yùn)行成本，增加了電費(fèi)的支出。折疊7

12、.2、降低了供電的牢靠性諧波電壓在很多狀況下能使正弦波變得更尖，不僅導(dǎo)致變壓器、電容器等電氣設(shè)備的磁滯及渦流損耗增加，而且使絕緣材料承受的電應(yīng)力增大。諧波電流能使變壓器的銅耗增加，所以變壓器在嚴(yán)峻的諧波負(fù)荷下將產(chǎn)生局部過(guò)熱，噪聲增大，從而加速絕緣老化，大大縮短了變壓器、電動(dòng)機(jī)的使用壽命，降低供電牢靠性，極有可能在生產(chǎn)過(guò)程中造成斷電的嚴(yán)峻后果。折疊7.3、引發(fā)供電事故的發(fā)生電網(wǎng)中含有大量的諧波源（變頻或整流設(shè)備）以及電力電容器、變壓器、電纜、電動(dòng)機(jī)等負(fù)荷，這些電氣設(shè)備處于經(jīng)常的變動(dòng)之中，極易構(gòu)成串聯(lián)或并聯(lián)的諧振條件。當(dāng)電網(wǎng)參數(shù)協(xié)作不利時(shí)，在肯定的頻率下，形成諧波振蕩，產(chǎn)生過(guò)電壓或過(guò)電流，危及電力

13、系統(tǒng)的平安運(yùn)行，如不加以治理極易引發(fā)輸配電事故的發(fā)生。折疊7.4、導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作對(duì)旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)，由于諧波電流或諧波電壓在定子繞組、轉(zhuǎn)子回路及鐵芯中產(chǎn)生附加損耗，從而降低發(fā)輸電及用電設(shè)備的效率，更為嚴(yán)峻的是諧波振蕩簡(jiǎn)潔使汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生震蕩力矩，可能引起機(jī)械共振，造成汽輪機(jī)葉片扭曲及產(chǎn)生疲憊循環(huán)，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作。折疊7.5、引發(fā)惡性事故繼電愛(ài)護(hù)自動(dòng)裝置對(duì)于保證電網(wǎng)的平安運(yùn)行具有格外重要的作用。但是，由于諧波的大量存在，易使電網(wǎng)的各類(lèi)愛(ài)護(hù)及自動(dòng)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，特殊在廣泛應(yīng)用的微機(jī)愛(ài)護(hù)、綜合自動(dòng)扮裝置中表現(xiàn)突出，引起區(qū)域（廠(chǎng)內(nèi)）電網(wǎng)瓦解，造成大面積停電等惡性事故。折疊7.6、導(dǎo)

14、致線(xiàn)路短路電網(wǎng)諧波將使測(cè)量?jī)x表、計(jì)量裝置產(chǎn)生誤差，達(dá)不到正確指示及計(jì)量(計(jì)量?jī)x表的誤差主要反映在電能表上)。斷路器開(kāi)斷諧波含量較高的電流時(shí)，斷路器的遮斷力量將大大降低，造成電弧重燃，發(fā)生短路，甚至斷路器爆炸。折疊7.7、降低產(chǎn)品質(zhì)量由于諧振波的長(zhǎng)期存在,電機(jī)等設(shè)備運(yùn)行增大了振動(dòng)， 使生產(chǎn)誤差加大,降低產(chǎn)品的加工精度，降低產(chǎn)品質(zhì)量。折疊7.8、影響通訊系統(tǒng)的正常工作當(dāng)輸電線(xiàn)路與通訊線(xiàn)路平行或相距較近時(shí)，由于兩者之間存在靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，形成電場(chǎng)耦合和磁場(chǎng)耦合，諧波重量將在通訊系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生聲頻干擾，從而降低信號(hào)的傳輸質(zhì)量，破壞信號(hào)的正常傳輸，不僅影響通話(huà)的清楚度，嚴(yán)峻時(shí)將威逼通訊設(shè)備及人身平安。諧

15、波會(huì)對(duì)鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量；重者導(dǎo)致住處丟失，使通信系統(tǒng)無(wú)法正常工作。治理方法目前常用的諧波治理的方法無(wú)外乎有三種，無(wú)源濾波、有源濾波、無(wú)功補(bǔ)償。下面就談?wù)勥@二種方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及市場(chǎng)前景及其經(jīng)濟(jì)效益的分析。折疊8.1、無(wú)源諧波濾除裝置無(wú)源濾波器主要是由電感器與電容器構(gòu)成。無(wú)源濾波裝置的成本較低，經(jīng)濟(jì)，簡(jiǎn)便，因此獲得廣泛應(yīng)用。無(wú)源濾波器可以分為并聯(lián)濾波器與串聯(lián)濾波器。8.1.1、無(wú)源并聯(lián)濾波器現(xiàn)有的諧波濾除裝置大都使用無(wú)源并聯(lián)濾波器，對(duì)每一種頻率的諧波需要使用一組濾波器，通常需要使用多組濾波器用以濾除不同頻率的諧波。多組濾波器的使用造成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本增高，并且由于通

16、常的系統(tǒng)中含有無(wú)限多種頻率的諧波成分，因此無(wú)法將諧波全部濾除。不僅如此，由于并聯(lián)濾波器對(duì)諧波的阻抗很低，通常會(huì)使諧波源產(chǎn)生更大的諧波電流，諧振在不同頻率的濾波器還會(huì)相互干擾，例如7次諧波濾波器就可能會(huì)放大5次諧波。因此，假如有人將并聯(lián)濾波器安裝前后的諧波狀況做過(guò)對(duì)比，就會(huì)發(fā)覺(jué)：雖然濾波器安裝以后影響系統(tǒng)的諧波電流減小，但是各濾波器中以及進(jìn)入系統(tǒng)的諧波電流之和遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)未安裝濾波器之前，諧波源產(chǎn)生的諧波電流也超過(guò)未安裝濾波器之前。從廣義的角度來(lái)講，頻率不等于工頻頻率的成分統(tǒng)統(tǒng)都是諧波。因此，工頻是單一頻率，而諧波有無(wú)限多種頻率，可見(jiàn)諧波具有無(wú)限的簡(jiǎn)單性，使用并聯(lián)濾波器的方法明顯無(wú)法應(yīng)付無(wú)限頻率成分

17、的諧波。8.1.2、無(wú)源串聯(lián)濾波器由電感與電容串聯(lián)構(gòu)成的LC串聯(lián)濾波器，具有一個(gè)阻抗很低的串聯(lián)諧振點(diǎn)，假如我們構(gòu)造一個(gè)串聯(lián)諧振點(diǎn)為工頻頻率的串聯(lián)濾波器，并將其串聯(lián)在線(xiàn)路中，就可以濾掉全部的諧波。這就是本文介紹的串聯(lián)濾波器，串聯(lián)濾波器由電感和電容串聯(lián)而成，并且串聯(lián)連接在電源與負(fù)荷之間，因此串聯(lián)濾波器的“串聯(lián)”二字具有雙重意思：一個(gè)意思表示電感與電容串聯(lián)，另一個(gè)意思表示串聯(lián)在電路中使用。在三相電路中均接入串聯(lián)濾波器，由于串聯(lián)帶通濾波器對(duì)基波電流的阻抗很小，而對(duì)諧波電流的阻抗很大，于是只用一組濾波器就可以濾除全部頻率的諧波。串聯(lián)濾波器對(duì)于諧振點(diǎn)頻率的電流具有極低的阻抗，對(duì)于偏離諧振點(diǎn)頻率的電流，則阻

18、抗增大，偏離的越多，阻抗越大。對(duì)于比諧振點(diǎn)頻率高的電流成分，電感的阻抗為主，對(duì)于比諧振點(diǎn)頻率低的電流成分，電容的阻抗為主。由于諧波成分通常比基波頻率高，因此濾除諧波的工作主要由電感完成，電容的作用是抵消電感對(duì)工頻基波的阻抗。由于濾除諧波的作用主要由電感完成，因此電感量越大濾除諧波的效果越好。但是電感量越大則價(jià)格越高，損耗越大，因此從成本及損耗上去考慮問(wèn)題則期望電感量越小越好。當(dāng)電感的基波感抗小于負(fù)荷等效基波阻抗的50%時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)良好的濾波效果（負(fù)荷等效基波阻抗就是負(fù)荷相電壓有效值與相電流有效值的比值）。因此電感的基波感抗必需大于負(fù)荷等效基波阻抗的50%。對(duì)于電容器的選擇與電感的選擇狀況不同，

19、電感的匝數(shù)可以任憑設(shè)計(jì)，而電容器的耐壓只有固定的若干等級(jí)，不能任憑設(shè)計(jì)。比如在低壓配電系統(tǒng)中，就只有耐壓230V與400V的電力電容器可供選擇。由于電容器串聯(lián)在電路中，電容器中的電流即為負(fù)荷電流，當(dāng)電容器的實(shí)際工作電壓等于其額定電壓時(shí)，電容器中流過(guò)的電流等于電容器的額定電流，電容器得到充分的利用，因此，當(dāng)電容器的實(shí)際工作電壓等于其額定電壓時(shí)，電容器的成本最低。實(shí)際的串聯(lián)濾波器成本主要由電感與電容器的成本構(gòu)成。串聯(lián)諧振的電感與電容對(duì)基波的阻抗相等并且電流相同，因此電感與電容的基波工作電壓相同。前面已經(jīng)說(shuō)明，當(dāng)電容器的實(shí)際工作電壓等于其額定電壓時(shí)，電容器的成本最低，因此電感的實(shí)際工作電壓應(yīng)當(dāng)?shù)扔陔?/p>

20、容器的額定電壓。電容器的額定電壓等級(jí)大都與電網(wǎng)電壓相當(dāng)，假如電感的實(shí)際工作電壓等于電容器的額定電壓，相當(dāng)于電感阻抗與負(fù)荷阻抗相當(dāng)，可以取得最好的性能價(jià)格比。在這個(gè)基礎(chǔ)上，假如提高電感的感抗，雖然濾波效果可以提高但提高不多，電感的成本增加，電容器需要串聯(lián)，成本急劇增加，性能價(jià)格比下降，因此電感的基波感抗大于負(fù)荷等效基波阻抗的200%沒(méi)有實(shí)際意義，假如降低電感的感抗，則濾波效果下降，電感的成本降低，電容器的容量增加因此成本增加，性能價(jià)格比也下降。為了獲得足夠的牢靠性，電感與電容器的實(shí)際工作電壓應(yīng)略低于電容器的額定電壓。當(dāng)諧波電流由外網(wǎng)竄入而影響內(nèi)網(wǎng)負(fù)荷設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)，在電源與負(fù)荷設(shè)備之間接入串聯(lián)

21、濾波器就可以阻擋諧波保證負(fù)荷設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)諧波由內(nèi)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生而影響系統(tǒng)時(shí)，產(chǎn)生諧波的設(shè)備即為諧波源，在諧波源與電源之間接入串聯(lián)濾波器就可以使諧波源產(chǎn)生的諧波電流大幅度減小。這里需要留意：串聯(lián)濾波器使諧波源自身產(chǎn)生的諧波電流減小，相當(dāng)于使污染源產(chǎn)生的污染減小，是治本的手段。而并聯(lián)濾波器并不能減小諧波源產(chǎn)生的諧波，而是為諧波電流供應(yīng)一個(gè)低阻抗的通道，避開(kāi)諧波電流污染系統(tǒng)，相當(dāng)于先污染再治理的方式，是治標(biāo)的手段。不僅如此，由于并聯(lián)濾波器對(duì)諧波的阻抗很低，通常會(huì)使諧波源產(chǎn)生更大的諧波電流。當(dāng)串聯(lián)濾波器連接在電源與諧波源之間時(shí)，諧波源的輸入電壓波形會(huì)發(fā)生嚴(yán)峻畸變，正時(shí)這種電壓波形的畸變使得諧波源的電

22、流接近正弦波。這種輸入電壓波形畸變可能會(huì)影響諧波源把握電路的正常運(yùn)行，假如消滅把握電路不能正常運(yùn)行的狀況，應(yīng)當(dāng)將把握電路的電源改接至串聯(lián)濾波器的前端。折疊8.2、有源諧波濾除裝置有源諧波濾除裝置是在無(wú)源濾波裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)展起來(lái)的。8.2.1、有源濾波裝置的優(yōu)點(diǎn)有源濾波裝置能做到適時(shí)補(bǔ)償，且不增加電網(wǎng)的容性元件，濾波效果好，在其額定的無(wú)功功率范圍內(nèi)，濾波效果是百分之百的。8.2.2、有源濾波裝置的缺點(diǎn)有源濾波裝置由于受到電力電子元件耐壓，額定電流的進(jìn)展限制，成本極高，其制作也較之無(wú)源濾波裝置簡(jiǎn)單得多，成本也就高得多了。8.2.3、有源濾波裝置的原理有源濾波裝置主要是由電力電子元件組成電路，使之產(chǎn)

23、生一個(gè)和系統(tǒng)的諧波同頻率、同幅度，但相位相反的諧波電流與系統(tǒng)中的諧波電流抵消。8.2.4、有源濾波裝置的適用場(chǎng)合有源濾波器主要的應(yīng)用范圍是計(jì)算機(jī)把握系統(tǒng)的供電系統(tǒng)，尤其是寫(xiě)字樓的供電系統(tǒng)，工廠(chǎng)的計(jì)算機(jī)把握供電系統(tǒng)。8.2.5、有源濾波裝置的現(xiàn)狀對(duì)單臺(tái)的有源濾波裝置而言，其利潤(rùn)是可觀的，但用戶(hù)一般不情愿用有源濾波，對(duì)于諧波的含量，不必濾得太潔凈，只要不危害其他用電器也就可以了。折疊8.3、無(wú)功補(bǔ)償人們對(duì)有功功率的理解格外簡(jiǎn)潔，而要深刻生疏無(wú)功功率卻并不是輕而易舉的。在正弦電路中，無(wú)功功率的概念是清楚的，而在含有諧波時(shí)，至今尚無(wú)獲得公認(rèn)的無(wú)功功率定義。但是，對(duì)無(wú)功功率這一概念的重要性，對(duì)無(wú)功補(bǔ)償重

24、要性的生疏，卻是全都的。無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)包含對(duì)基波無(wú)功功率補(bǔ)償和對(duì)諧波無(wú)功功率的補(bǔ)償。8.3.1、諧波和無(wú)功功率的產(chǎn)生在工業(yè)和生活用電負(fù)載中，阻感負(fù)載占有很大的比例。異步電動(dòng)機(jī)、變壓器、熒光燈等都是典型的阻感負(fù)載。異步電動(dòng)機(jī)和變壓器所消耗的無(wú)功功率在電力系統(tǒng)所供應(yīng)的無(wú)功功率中占有很高的比例。電力系統(tǒng)中的電抗器和架空線(xiàn)等也消耗一些無(wú)功功率。阻感負(fù)載必需吸取無(wú)功功率才能正常工作，這是由其本身的性質(zhì)所打算的。電力電子裝置等非線(xiàn)性裝置也要消耗無(wú)功功率，特殊是各種相控裝置。如相控整流器、相控溝通功率調(diào)整電路和周波變流器，在工作時(shí)基波電流滯后于電網(wǎng)電壓，要消耗大量的無(wú)功功率。另外，這些裝置也會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流

25、，諧波源都是要消耗無(wú)功功率的。二極管整流電路的基波電流相位和電網(wǎng)電壓相位大致相同，所以基本不消耗基波無(wú)功功率。但是它也產(chǎn)生大量的諧波電流，因此也消耗肯定的無(wú)功功率。近30年來(lái)，電力電子裝置的應(yīng)用日益廣泛，也使得電力電子裝置成為最大的諧波源。在各種電力電子裝置中，整流裝置所占的比例最大。目前，常用的整流電路幾乎都接受晶閘管相控整流電路或二極管整流電路，其中以三相橋式和單相橋式整流電路為最多。帶阻感負(fù)載的整流電路所產(chǎn)生的諧波污染和功率因數(shù)滯后已為人們所生疏。直流側(cè)接受電容濾波的二極管整流電路也是嚴(yán)懲的諧波污染源。這種電路輸入電流的基波重量相位與電源電壓相位大體相同，因而基波功率因數(shù)接近1。但其輸入

26、電流的諧波重量卻很大，給電網(wǎng)造成嚴(yán)峻污染，也使得總的功率因數(shù)很低。另外，接受相控方式的溝通電力調(diào)整電路及周波變流器等電力電子裝置也會(huì)在輸入側(cè)產(chǎn)生大量的諧波電流。8.3.2、無(wú)功補(bǔ)償概述無(wú)功功率對(duì)供電系統(tǒng)和負(fù)荷的運(yùn)行都是格外重要的。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是電感性的。因此，粗略地說(shuō)，為了輸送有功功率，就要求送電端和受電端的電壓有一相位差，這在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)；而為了輸送無(wú)功功率，則要求兩端電壓有一幅值差，這只能在很窄的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。不僅大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)元件消耗有功功率，大多數(shù)負(fù)載也需要消耗無(wú)功功率。網(wǎng)絡(luò)元件和負(fù)載所需要的無(wú)功功率必需從網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)地方獲得。明顯，這些無(wú)功功率假如都要由發(fā)電機(jī)供應(yīng)并經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳送是不合理的，通常也是不行能的。合理的方法應(yīng)