諧波含有率簡介

諧波含有率harmonic?ratio?（HR）?

周期性交流量中含有的第h?次諧波分量的方均根值與基波分量的方均根值之比（用百分數(shù)表示）,第h?次諧波電壓含有率以HRUh?表示；第h?次諧波電流含有率以HRIh?表示。

諧波（分量）?harmonic?（component）：

對周期性交流量進行付立葉級數(shù)分解得到頻率為基波頻率大于1?整數(shù)倍的分量。

諧波次數(shù)（h）?harmonic?order（h）?：

??諧波頻率與基波頻率的整數(shù)比。

諧波含量（電壓或電流）?harmonic?content?（for?voltage?or?current）：

從周期性交流量中減去基波分量后所得的量。

第h次諧波分量的均方根值與基波分量的均方根值之比，用百分數(shù)表示。2100433B

1、總諧波電壓含量及畸變率2-50 次諧波電壓分量及含有率。

2.、總諧波電流含量及畸變率2--50 次諧波電流分量及含有率。

3 、諧波電壓畸變合格時及合格率、畸變最大值及其出現(xiàn)的時間。

4 、諧波電流畸變合格時及合格率、畸變最大值及其出現(xiàn)的時間。

電網(wǎng)諧波來自于3個方面：

1.發(fā)電源質(zhì)量不高產(chǎn)生諧波：發(fā)電機由于三相繞組在制作上很難做到絕對對稱，鐵心也很難做到絕對均勻一致和其他一些原因，發(fā)電源多少也會產(chǎn)生一些諧波，但一般來說很少。

2.是輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波：輸配電系統(tǒng)中主要是電力變壓器產(chǎn)生諧波，由于變壓器鐵心的飽和，磁化曲線的非線性，加上設計變壓器時考慮經(jīng)濟性，其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上，這樣就使得磁化電流呈尖頂波形，因而含有奇次諧波。它的大小與磁路的結構形式、鐵心的飽和程度有關。鐵心的飽和程度越高，變壓器工作點偏離線性越遠，諧波電流也就越大，其中3次諧波電流可達額定電流0.5%。

3.是用電設備產(chǎn)生的諧波：晶閘管整流設備。由于晶閘管整流在電力機車、鋁電解槽、充電裝置、開關電源等許多方面得到了越來越廣泛的應用，給電網(wǎng)造成了大量的諧波。我們知道，晶閘管整流裝置采用移相控制，從電網(wǎng)吸收的是缺角的正弦波，從而給電網(wǎng)留下的也是另一部分缺角的正弦波，顯然在留下部分中含有大量的諧波。如果整流裝置為單相整流電路，在接感性負載時則含有奇次諧波電流，其中3次諧波的含量可達基波的 30%;接容性負載時則含有奇次諧波電壓，其諧波含量隨電容值的增大而增大。如果整流裝置為三相全控橋6脈整流器，變壓器原邊及供電線路含有5次及以上奇次諧波電流;如果是12脈沖整流器，也還有11次及以上奇次諧波電流。經(jīng)統(tǒng)計表明：由整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近40%，這是最大的諧波源。

諧波治理諧波來源

電力系統(tǒng)中的諧波來自電氣設備，也就是說來自發(fā)電設備和用電設備。由于發(fā)電機的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場不可能是完善的正弦波，因此發(fā)電機發(fā)出的電壓波形不可能是一點不失真的正弦波。目前我國應用的發(fā)電機有兩大類：隱極機和凸極機。隱極機多用于汽輪發(fā)電機，凸極機多用于水輪發(fā)電機。

對于諧波分量而言，隱極機優(yōu)于凸極機，但隨著科技進步，可控硅、IGBT等電子勵磁裝置的投入，使發(fā)電機的諧波分量有所上升。當發(fā)電機的端電壓高于額定電壓的10%以上時，由于電機的磁飽和，會使電壓的三次諧波明顯增加。同樣在變壓器的電源側電壓超過額定電壓10%以上時，也會使二次側電壓的三次諧波明顯增加。由于電網(wǎng)電壓偏移在±7%以下，所以發(fā)電、變電設備產(chǎn)生的諧波分量都比較小，比國家的考核標準低的多，因此發(fā)電、變電設備不是影響電網(wǎng)電壓波形方面質(zhì)量的主要矛盾。

為此，影響電網(wǎng)電壓波形質(zhì)量的主要矛盾是非線性用電設備，也就是說非線性用電設備是主要的諧波源，非線性用電設備主要有以下四大類：

· 電弧加熱設備：如電弧爐、電焊機等。

· 交流整流的直流用電設備：如電力機車、電解、電鍍等。

· 交流整流再逆變用電設備：如變頻調(diào)速、變頻空調(diào)等。

· 開關電源設備：如中頻爐、彩色電視機、電腦、電子整流器等。

這些用電設備都是非線性用電設備，但它們產(chǎn)生的諧波各不相同，具體舉例分析如下：

電弧加熱設備是由于電弧在70伏以上才會起弧，才會有弧電流，并且滅弧電壓略低于起弧電壓，造成弧電流與弧電壓的非線性。

此外，弧電流的波形還有一定的非對稱性。正是由于弧電流是非正弦波，造成電弧加熱設備對電網(wǎng)的諧波污染比較大，而且多為18次以下的低次諧波污染。其實電焊機在上世紀四、五十年代已廣泛應用。由于當時電弧加熱設備量少，電焊機應用的同時率就更小了，對整個電網(wǎng)的影響比較小，但發(fā)現(xiàn)在燒電焊時，局部低壓電網(wǎng)的電壓和電流變化很大，有較大的諧波影響。

交流整流直流用電設備的諧波產(chǎn)生的原因是由于整流設備有一個閥電壓，在小于閥電壓時，電流為零。這類用電設備為了提供平穩(wěn)的直流電源，在整流設備中加入了儲能元件（濾波電容和濾波電感），從而使閥電壓提高，加激了諧波的產(chǎn)生量。為了控制直流用電設備的電壓和電流，在整流設備中應用了可控硅，這使得該類設備的諧波污染更嚴重，而且諧波的次數(shù)比較低。

交流整流再逆變用電設備，在交流變直流過程中產(chǎn)生的諧波與上述的交流整流直流用電設備一樣，它在直流逆變成交流時又有逆變波形反射到交流電流，這類設備產(chǎn)生的諧波分量不僅有低次諧波，也有高次諧波。

雖然這類設備單臺容量比上述兩類設備容量要小，但它的分布面廣，數(shù)量多，是推廣使用的技術手段，因此它的諧波污染應引起足夠關注。

開關電源設備應用很廣，它的工作原理是先把交流整流成直流，通過開關管控制變壓器初級電流的開通和關閉，從而在變壓器二次側感應出電流，供給用電設備。此外，開關電源的頻率比較高一般在40kHz左右，不僅在整流時產(chǎn)生諧波，而且在開關管開閉時，反射40kHz左右的波至電源。這類用電設備同樣是單臺容量不大，但它是應用面最廣、量最大的非線性用電設備，它還有一定量的三次諧波，造成配變的中心線電流居高不下，而且三次諧波還會通過配變污染到10kV電網(wǎng)。

諧波治理現(xiàn)狀淺析

通過對市場的常用用電器的諧波狀況的測試，我們了解到目前我國內(nèi)工業(yè)企業(yè)的諧波污染十分嚴重，尤其是早些年為了節(jié)能，引入的變頻電源和直流用電器的投入，其5次、7次、11次諧波電流的含量分別占基波的20%、11%、6%，這對于小功率的用戶而言，還不怎樣，但對于大功率的用戶來說，危害就很大了，對于中頻爐用戶，它用常規(guī)的無功補償就無法進行，有的用戶用常規(guī)的電容器無功補償，無法投入電容器，有的即便投入了，也對5次諧波電流放大了1.8~3.8倍以上，使得電動機、變壓器等用電器的銅損、鐵損大大地增加，縮短了設備的使用壽命，多交了電費。

諧波治理諧波治理

1．諧波治理的總體思路。諧波的治理應當首先考慮預防，控制好諧波產(chǎn)生的源頭，使系統(tǒng)中產(chǎn)生的諧波盡量減小，就可以更方便的治理或者不用再進行進一步的治理。因此，在選擇設備和構建系統(tǒng)時，就應該將減小諧波做為一項重要的條件來考慮。對于交流和直流兩大類通信電源設備：在其他條件同等或類似的情況下，UPS系統(tǒng)應該優(yōu)先選擇12脈沖或者Delta變換的設備，直流系統(tǒng)應優(yōu)先選擇有更好的整流電路和完善的濾波措施的產(chǎn)品。

其次，在預防的基礎上，再考慮補救措施。特別是對于既有的用戶低壓系統(tǒng)來說，由于系統(tǒng)結構已經(jīng)基本固定，諧波問題的解決只能通過加裝電抗器、濾波器等補救措施得以控制。

2．治理諧波的預防性措施。預防性的解決辦法是指避免諧波及其后果出現(xiàn)的措施，如下。

（1）整流器中的相位抵消（通過選擇合適的相位移動，由低脈波數(shù)整流器構成的高脈波數(shù)整流器可以消除諧波）或諧波控制。應該使用具有較高脈波數(shù)的整流器，如使用12脈沖的整流器來代替6脈沖整流器。

（2）開發(fā)有效的過程和方法來控制、減小或消除電力系統(tǒng)設備的諧波。

3．治理諧波的補救性措施。補救性的解決方法是指為克服既有諧波問題所采用的技術，包括使用LC無源濾波器、使用有源濾波器、電路解諧，詳見下面的治理方法。