哪些設備會產生諧波?

General 更新 2024-12-28

產生諧波源的設備都有哪些

1）具有強烈非線性特性的電弧為工作介質的設備：如氣體放電燈、交流焊弧機、鍊鋼電弧爐等。

2）包括如下電力電子器件（非線性器件）：變頻驅動系統裝置、直流驅動用整流裝置、電解用整流裝置、整流逆變電源、UPS、電力電子調壓系統設備、開關電源設備、電腦和數字設備、中頻感應爐整流系統。

3）具備鐵磁飽和特性的鐵芯設備，如變壓器和電機等。

企業假如使用諧波源過多，對企業的電網健康有著非常大的影響。使用E6000電能質量分析儀對企業諧波源進行排查，針對性對諧波源進行治理有著非常大的意義。而對於電能質量敏感的企業，而需要使用在線式電能質量檢測裝置，如E8000此類產品。將電網電能質量與工廠生產品質相關聯，以此細分工廠生產的責任。

哪些設備和電路容易產生諧波

與一般無線電電磁干擾一樣，高次諧波通過傳導、電磁輻射和感應耦合三種方式對用電設備產生諧波汙染。傳導是指高次諧波按著各自的阻抗分流到並聯的負載，對並聯的電氣設備產生干擾。感應耦合是指在傳導的過程中，與輸出平行敷設的導線又會產生電磁耦合形成感應干擾。電磁輻射是指輸出端的高次諧波還會產生輻射作用，對鄰近的無線電及電子設備產生干擾。

諧波產生的主要原因是什麼？

諧波產生的根本原因是由搐非線性負載所致。當電流流經負載時，與所加的電壓不呈線性關係，就形成非正弦電流，從而產生諧波。

什麼樣的負載設備會產生諧波?如何進行治理?

整流類負載、變頻類負載、中頻爐、商用電、電弧爐、電阻爐等等很多感性負載都會不同程度的產生諧波。

近幾年國內針對諧波負載在國外引進有源濾波器LBAPF來進行治理諧波

諧波源主要有哪些設備

電力電子設備主要包括整流器、變頻器、開關電源、靜態換流器、晶閘管系統及其他SCR控制系統等。由於工業與民用電力設備常用到這類電力電子設備和電路如整流和變頻電路，其負載性質一般分為感性的容性兩種，感性負載的單相整流電路為含奇次諧波的電流型諧波源，其諧波含量與電容值大小有關，電容值越大，諧波含量越大。變頻電路諧波源由於採用的是相位控制，其諧波成分不僅含有整流倍數的諧波，還含有非整流倍數的間諧波。

(2)可飽和設備

可飽和設備主要包括變壓器、電動機、發電機等。可飽和設備是非線性設備，其鐵心材料具有非線性磁化曲線的磁滯回線，在正弦波電壓的作用下，勵磁電流為對稱函數，並滿足：f（ωｔ+π）=-f（ωｔ）應用傅立葉及數分解時僅含有奇次項，對於三相對稱的變壓器，3次諧波的奇數倍(3次、6次、9次……) 諧波均勻為零序，可認為變壓器是隻產生奇次諧波的電流源型諧波源。變壓器的諧波次數還受到一、二次側接線方式的影響，諧波的大小與磁路的結構形式、鐵心的飽和程度有關，變壓器空載時，鐵心的飽和程度超高，諧波電流就越大。與電力電子設備的電弧設備相比，可飽和設備上的諧波在未飽和的情況下，其諧波的幅值往往可以忽略。

(3) 電弧爐設備及氣體電光源設備

3.1 電弧爐在熔鍊金屬過程中的非線性影響將產生大量的諧波。

3.2 氣體電光源包括熒光燈、鹵化燈、霓虹燈等。根據這類氣體放電光源的伏安特性，其非線性十分嚴重，同時含有負的伏安特性。而氣體燈具工作時要與電感性鎮流器相串聯，並使其綜合伏安特性不再為負才能正常工作。由於鎮流器的非線性相當嚴重，其中三次諧波含量在20%以上，其特性為對稱函數，只含有奇次諧波，所以氣體電光源設備屬於電流型諧波源。

諧波的產生

在理想的乾淨供電系統中，電流和電壓都是正弦波的。在只含線性元件(如：電阻)的簡單電路里，流過的電流與施加的電壓成正比，流過的電流是正弦波。用傅立葉分析原理，能夠把非正弦曲線信號分解成基本部分和它的倍數。在電力系統中，諧波產生的根本原因是由於非線性負載所致。當電流流經負載時，與所加的電壓不呈線性關係，就形成非正弦電流，即電路中有諧波產生。由於半導體晶閘管的開關操作和二極管、半導體晶閘管的非線性特性，電力系統的某些設備如功率轉換器會呈現比較大的背離正弦曲線波形。諧波電流的產生是與功率轉換器的脈衝數相關的。6脈衝設備僅有5、7、11、13、17、19 …。n倍於電網頻率。功率變換器的脈衝數越高，最低次的諧波分量的頻率的次數就越高。其他功率消耗裝置，例如熒光燈的電子控制調節器產生大強度的3 次諧波( 150 赫茲)。在供電網絡阻抗( 電阻) 下這樣的非正弦曲線電流導致一個非正弦曲線的電壓降。在供電網絡阻抗下產生諧波電壓的振幅等於相應諧波電流和對應於該電流頻率的供電網絡阻抗Z的乘積。次數越高，諧波分量的振幅越低。只要哪裡有諧波源那裡就有諧波產生。也有可能，諧波分量通過供電網絡到達用戶網絡。例如，供電網絡中一個用戶工廠的運轉可能被相鄰的另一個用戶設備產生的諧波所幹擾。所有的非線性負荷都能產生諧波電流，產生諧波的設備類型有：開關模式電源(SMPS)、電子熒光燈鎮流器、調速傳動裝置、不間斷電源(UPS)、磁性鐵芯設備及某些家用電器如電視機等。電網諧波來自於三個方面：一是發電源質量不高產生諧波；二是輸配電系統產生諧波；三是用電設備產生的諧波，其中用電設備產生的諧波最多。1、電網與電源設備發電機由於三相繞組在製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，發電源多少也會產生一些諧波，但一般來說很少。輸配電系統中主要是電力變壓器產生諧波，由於變壓器鐵心的飽和，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的0.5%。2、在用電設備中，下面一些設備都能產生諧波（1）晶閘管整流設備：由於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，給電網造成了大量的諧波。我們知道，晶閘管整流裝置採用移相控制，從電網吸收的是缺角的正弦波，從而給電網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脈衝整流器，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脈衝整流器，也還有11次及以上奇次諧波電流。經統計表明：由整流裝置產生的諧波佔所有諧波的近40%，這是最大的諧波源。（2）變頻裝置：變頻裝置常用於風機、水泵、電梯等設備中，由於採用了相位控制，諧波成份很複雜，除含有整數次諧波外，還含有分數次諧波，這類裝置的功率一般較大，隨著變頻調速的使用的增多，對電網造成的諧波也越來越多。右圖為變頻器的輸入輸出波形圖，由圖可知，變頻器的輸出電壓諧波含量豐富，輸入電流亦含有較大的諧波。（3）電弧爐、電石爐：由於加熱原料時電爐的三相電極很難同時接觸到高低不平的爐料，使得燃燒不穩定，引起三相負......

哪些設備會產生零序諧波

下面這些用電設備主要產生零序諧波：LED燈、LED廣告屏、節能燈、UPS電源、大型數據服務器、電腦、電視機、包括我們每個人使用的手機充電器都是．．．．太多了，來源是很廣的，零序諧波又以“3次諧波”為最大。用東莞市和衡源電氣的《零序濾波器》可以解決零序諧波造成的零線電流過大問題。零線電流消除率90%以上。。

什麼是諧波

諧波是一個數學或物理學概念，是指周期函數或週期性的波形中不能用常數、與原函數的最小正週期相同的正弦函數和餘弦函數的線性組合表達的部分。一、諧波的來源 “諧波”一詞起源於聲學。電力系統的諧波問題早在20世紀20年代和30年代就引起了人們的注意。當時在德國，由於使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。1945年J.C.Read發表的有關變流器諧波的論文是早期有關諧波研究的經典論文。諧波波形圖二、諧波的定義諧波（harmonic) 定義：諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數倍的電量，一般是指對週期性的非正弦電量進行傅里葉級數分解，其餘大於基波頻率的電流產生的電量。產生的原因：由於正弦電壓加壓於非線性負載，基波電流發生畸變產生諧波。主要非線性負載有UPS、開關電源、整流器、變頻器、逆變器等。諧波的危害：降低系統容量如變壓器、斷路器、電纜等；加速設備老化，縮短設備使用壽命，甚至損壞設備；危害生產安全與穩定；浪費電能等。諧波的治理：有源電力濾波器是治理諧波的最優產品。三、諧波的產生用傅立葉分析原理，能夠把非正弦曲線信號分解成基本部分和它的倍數。在電力系統中，諧波產生的根本原因是由於非線性負載所致。當電流流經負載時，與所加的電壓不呈線性關係，就形成非正弦電流，即電路中有諧波產生。由於半導體晶閘管的開關操作和二極管、半導體晶閘管的非線性特性，電力系統的某些設備如功率轉換器比較大的背離正弦曲線波形。諧波電流的產生是與功率轉換器的脈衝數相關的。6脈衝設備僅有5、7、11、13、17、19 ….n倍於電網頻率。功率變換器的脈衝數越高，最低次的諧波分量的頻率的次數就越高。其他功率消耗裝置，例如熒光燈的電子控制調節器產生大強度的3 次諧波( 150 赫茲)。在供電網絡阻抗( 電阻) 下這樣的非正弦曲線電流導致一個非正弦曲線的電壓降。在供電網絡阻抗下產生諧波電壓的振幅等於相應諧波電流和對應於該電流頻率的供電網絡阻抗Z的乘積。次數越高，諧波分量的振幅越低。只要哪裡有諧波源那裡就有諧波產生。也有可能，諧波分量通過供電網絡到達用戶網絡。例如，供電網絡中一個用戶工廠的運轉可能被相鄰的另一個用戶設備產生的諧波所幹擾。諧波與泛音的區別泛音其實就是物理學上的諧波，但次數的定義稍許有些不同，基波頻率2倍的音頻稱之為一次泛音，基波頻率3倍的音頻稱之為二次泛音，以此類推。四、諧波的分類諧波是正弦波，每個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，根據法國數學家傅立葉(M．Fourier)分析原理證明，任何重複的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數的諧波的正弦波分量。根據諧波頻率的不同，可以分為： 4.1、奇次諧波額定頻率為基波頻率奇數倍的諧波，被稱為“奇次諧波”，如3、5、7次諧波； 4.2、偶次諧波額定頻率為基波頻率偶數倍的諧波，被稱為“偶次諧波”，如2、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。在平衡的三相系統中，由於對稱關係，偶次諧波已經被消除了，只有奇次諧波存在。對於三相整流負載，出現的諧波電流是6n±1次諧波，例如5、7、11、13、17、19等。變頻器主要產生5、7次諧波。 4.3、分量諧波頻率不是基波分量倍數的正弦曲線波。五、諧波的參數 5.1、諧波電流諧波電流是由設備或系統引入的非正弦特性電流。諧波電流疊加在主電源上； 5.2、諧波電壓諧波電壓是由諧波電流和配電系統上產生的阻抗導致的電壓降；六、與諧波有關的參數定義 6......