凡亿专栏 | ​小白必看:电网谐波的定义、特点及产生原理
​小白必看:电网谐波的定义、特点及产生原理

相比电磁干扰带来的危害,谐波常常被小白忽略,甚至在电路设计中极少做出关于谐波的预防措施,然而谐波带来的危害及影响同样不小于电磁干扰,所以今天我们来盘点下电网谐波的定义、特点及产生原理。

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供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。

谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1)称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波,称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。谐波实际上是一种干扰量,使电网受到“污染”。电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制,其频率范围一般是2<=n<=40

电网谐波来自以下三个方面:

一是发电源质量不高产生谐波;

二是输配电系统产生谐波;

三是用电设备产生的谐波。

其中用电设备产生的谐波最多。发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称,铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因,发电源多少也会产生一些谐波,但一般来说很少。输配电系统中主要是电力变压器产生谐波,由于变压器铁心的饱和,磁化曲线的非线性,加上设计变压器时考虑经济性,其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上,这样就使得磁化电流呈尖顶波形,因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高,变压器工作点偏离线性越远,谐波电流也就越大, 其中3次谐波电流可达额定电流的0.5%。

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