什么是諧波？受哪些因素影響？

技術(shù)支持-張浩彬

概述

我們知道諧波電流本身并不會(huì)對電氣電子設(shè)備產(chǎn)生影響，諧波電壓是導(dǎo)致用電設(shè)備誤動(dòng)作、測量儀器精度降低和電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)和過熱等現(xiàn)象的主要原因。負(fù)載從電網(wǎng)中吸取諧波電流導(dǎo)致了原本純凈的電網(wǎng)電壓中包含了諧波電壓，那么除了諧波電流以外還有什么因素影響著諧波電壓呢，今天我們一起來討論。

配電網(wǎng)絡(luò)影響諧波電壓的因素

配電網(wǎng)絡(luò)中除了負(fù)載自身的阻抗，配電線路和變壓器同樣存在著阻抗。當(dāng)諧波電流流經(jīng)這些阻抗時(shí)就在線路兩端產(chǎn)生了諧波電壓。

我們通過構(gòu)建一個(gè)簡易的配電線路模型來尋找其影響諧波電壓的因素。由于線路和變壓器的分布電容過小，我們忽略不計(jì)。

根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)模型得出其阻抗的代數(shù)表達(dá)式：

通過分析我們可以得出：

1.當(dāng)變壓器容量越小時(shí)，內(nèi)阻越大，那么同樣的諧波電流產(chǎn)生的諧波電壓也會(huì)更大；當(dāng)負(fù)載距離變壓器越遠(yuǎn)，線路的阻抗也就越大，同樣的諧波電流產(chǎn)生的諧波電壓也就越大。

2.配電線路對于不同頻率的諧波具有不同的阻抗值，諧波的次數(shù)越高阻抗值越大。因此當(dāng)線路中有諧波電流流過時(shí)，頻率越高的諧波電流呈現(xiàn)出更高的阻抗。

小知識

根據(jù)電阻定律，當(dāng)溫度不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度L成正比，與導(dǎo)體的截面積S成反比。變壓器的容量越大，那么它的繞組線圈就要做的越粗，那么導(dǎo)體的截面積也就越大。因此變壓器容量越大，內(nèi)阻越小。

應(yīng)急供電系統(tǒng)影響諧波電壓的因素

需要24小時(shí)供電的場所，如醫(yī)院，機(jī)場等行業(yè)，為了確保通訊等系統(tǒng)不間斷運(yùn)行，需要應(yīng)急供電系統(tǒng)。但往往由應(yīng)急電源供電時(shí)，這些系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)工作異常的情況。因?yàn)橐话悴裼桶l(fā)電機(jī)和UPS電源是這些應(yīng)急供電系統(tǒng)的供電電源，這些電源的內(nèi)阻很大，當(dāng)諧波電流從中流過時(shí)，會(huì)產(chǎn)生比電網(wǎng)電壓供電時(shí)更大的諧波電壓。因此應(yīng)用應(yīng)急供電系統(tǒng)的場所，對諧波的治理顯得更加重要。

在線路中諧波電流不變的前提下，變壓器容量越小、負(fù)載與變壓器的距離越長均會(huì)使線路中的諧波電流產(chǎn)生更高的諧波電壓，同樣應(yīng)急配電系統(tǒng)的使用也會(huì)增加電壓畸變率。這些過高的諧波電壓雖然都是因?yàn)榫€路或設(shè)備自身阻抗過大導(dǎo)致的，但歸根結(jié)底還是因?yàn)橹C波電流從中流過產(chǎn)生的。因此解決諧波電流的產(chǎn)生，才能解決諧波導(dǎo)致的各種問題。

目前安科瑞電能質(zhì)量團(tuán)隊(duì)同樣也從治理諧波電流入手，致力于解決電網(wǎng)波形的畸變率，為用戶設(shè)備提供純凈的交流電服務(wù)。

ANAPF有源濾波器治理裝置通過外接電流互感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測負(fù)載電流，并通過內(nèi)部集成芯片計(jì)算，提取出 負(fù)載電流的諧波成分，然后通過調(diào)制波形發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器件，通過驅(qū)動(dòng)器件產(chǎn)生一個(gè)和負(fù)載電流大小相等、方向相反的電流注入到電網(wǎng)中補(bǔ)償諧波電流，實(shí)現(xiàn)濾波功能。

ANAPF有源濾波器技術(shù)參數(shù)

ANAPF有源濾波器治理上圖方案舉例

審核編輯：湯梓紅