諧波諧振

在電感和電容并聯(lián)的電路中，當(dāng)電容的大小恰恰使電路中的電壓與電流同相位，即電源電能全部為電阻消耗，成為電阻電路時(shí)，叫作并聯(lián)諧振。并聯(lián)諧振是一種完全的補(bǔ)償，電源無(wú)需提供無(wú)功功率，只提供電阻所需要的有功功率。諧振時(shí)，電路的總電流最小，而支路的電流往往大于電路的總電流，因此，并聯(lián)諧振也稱(chēng)為電流諧振。發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí)，在電感和電容元件中流過(guò)很大的電流，因此會(huì)造成

（1）、諧波：供電系統(tǒng)諧波的定義是對(duì)周期性非正弦電量進(jìn)行傅立葉級(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，這部分電量稱(chēng)為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值(n=fn/f1）稱(chēng)為諧波次數(shù)。電網(wǎng)中有時(shí)也存在非整數(shù)倍諧波，稱(chēng)為非諧波（Non-harmonics）或分?jǐn)?shù)諧波。

（2）、諧振：含有電感、電容和電阻元件的單口網(wǎng)絡(luò)，在某些工作頻率上，出現(xiàn)端口電壓和電流波形相位相同的情況時(shí)，稱(chēng)電路發(fā)生諧振。能發(fā)生諧振的電路，稱(chēng)為諧振電路。

（3）、串聯(lián)諧振：在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內(nèi)，當(dāng)容抗XC與感抗XL相等時(shí)，即XC=XL，電路中的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現(xiàn)純電阻性，這種現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振(也稱(chēng)為電壓諧振)。

當(dāng)電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，電路的阻抗Z=√R2 XC-XL2=R,電路中總阻抗最小，電流將達(dá)到最大值。

發(fā)生諧振時(shí)，由于感抗和容抗相等，所以電感和電容兩端的電壓有效值相等，即：UL=UC。又由于其相位相反，因此這兩個(gè)電壓是相互抵消的。在電容或電感的電壓有效值為：UL=UC=XLI0=ω0LIO=ω0LU/R。式中ω0L/R稱(chēng)為諧振電路的品質(zhì)因數(shù)，它代表電壓比。即UC/U或UL/U。

品質(zhì)因數(shù)是衡量諧振電路特性的一個(gè)重要參數(shù)。如電路中電抗越大，電阻越小，則品質(zhì)因數(shù)越高。因此電容或電感上的電壓值將比外加電壓大的多。一般電感、電容諧振電路的品質(zhì)因數(shù)可達(dá)幾十甚電路的熔斷器熔斷或燒毀電氣設(shè)備的事故；但在無(wú)線電工程中往往用來(lái)選擇信號(hào)和消除干擾。2100433B

所以串聯(lián)諧振又叫電壓諧振。在電力系統(tǒng)中，串聯(lián)諧振將會(huì)產(chǎn)生高出電網(wǎng)額定電壓數(shù)倍的過(guò)電壓，對(duì)電力設(shè)備的安全造成很大危害。在R-L-C串聯(lián)電路中，出現(xiàn)線路端電壓和電流同相位的現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振。

（1）諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率，大量的3次諧波流過(guò)中性線時(shí)會(huì)使線路過(guò)熱甚至發(fā)生火災(zāi)。

（2）諧波影響各種電氣設(shè)備的正常工作。諧波對(duì)電機(jī)的影響除引起附加損耗外，還會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過(guò)電壓，使變壓器局部嚴(yán)重過(guò)熱。諧波使電容器、電纜等設(shè)備過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短，以至損壞。

（3）諧波會(huì)引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，這就使上述（1）和（2）的危害大大增加，甚至引起嚴(yán)重事故。

（4）諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，并會(huì)使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確。

（5）諧波會(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。

偶次諧波含量在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以?xún)?nèi)一般是不具危害的。如果偶次諧波含量很高，那么它的危害大于奇次諧波的危害。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)被消除，所以危害很小。只有系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振才會(huì)將偶次諧波放大。 2100433B

諧波研究的意義，是因?yàn)橹C波的危害十分嚴(yán)重。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)引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，使電能計(jì)量出現(xiàn)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)重干擾。