谁能试述电力系统谐波产生的原因及其影响?

谁能试述电力系统谐波产生的原因及其影响?

谐波及其产生

   理想情况下，电网电压和电流波形为频率为50Hz（有些国家为60Hz）的正弦波。但是现实情况并非如此，电压和电流波形不是完美的正弦波，这被称为“畸变”。利用傅立叶分析法，这个畸变的波形可以分解为一系列不同频率的正弦波的叠加，其中序数为1的是我们需要的50Hz（或60Hz）的基波，其余的分量的频率是基波频率的整数倍，这些频率的电能是我们不希望看到的，被称为谐波。

   谐波由非线性用电设备产生，这些设备被称为“谐波源”。主要的谐波源有：
   ○电力电子装置，如变频器、整流器、晶闸管。
   ○电弧装置，如电弧炉、点焊机、荧光灯、水银灯。
   ○饱和设备，如变压器、发电机、电动机。


谐波的影响

   现有的用电、供电设备都是按基波频率设计的，谐波的存是一个很大的负面影响。主要有以下几方面：
   1）电容器、变压器、电动机的发热和故障，寿命大大减少。
   2）保护电路和控制系统的误动作。
   3）仪器仪表的测量误差，如计量电费的电度表读数误差。
   4）损坏电子设备，尤其是一些精密的电子设备。
   5）缩短白炽灯寿命。
   6）干扰通讯线路。
   7）在一定条件下，与变压器产生谐振，导致供电系统崩溃。
   ——谐波实质上是对供电系统的污染。

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在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。“谐波”一词起源于声学。有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。

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