關(guān)于諧波，你了解多少呢？一篇文章帶你全面了解諧波的定義、產(chǎn)生的原因、危害及如何消除

定義：在電力系統(tǒng)中，諧波是指對周期性非正弦電量進行傅里葉級數(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，這部分分量就稱為諧波。

一、產(chǎn)生原因

1.電力電子設(shè)備 ：整流器、逆變器、變頻器等電力電子設(shè)備在工作時，會使交流電流和電壓發(fā)生畸變，從而產(chǎn)生諧波。例如，整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電時，會產(chǎn)生大量的諧波電流。 這些設(shè)備廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通、通信等領(lǐng)域，是電力系統(tǒng)中諧波的主要來源之一。

2.電弧設(shè)備： 電弧爐、電焊機等電弧設(shè)備在工作時，由于電弧的不穩(wěn)定燃燒，會使電流和電壓發(fā)生畸變，從而產(chǎn)生諧波。 電弧設(shè)備通常具有較大的功率，其產(chǎn)生的諧波對電力系統(tǒng)的影響也比較大。

3.其他設(shè)備： 熒光燈、節(jié)能燈等氣體放電燈在工作時，會產(chǎn)生諧波電流。 計算機、電視機、充電器等電子設(shè)備在工作時，也會產(chǎn)生一定量的諧波電流。

二、危害

1.增加電力系統(tǒng)損耗： 諧波電流在電力系統(tǒng)中流動時，會增加線路的電阻損耗和變壓器的鐵損、銅損等。這不僅會浪費電能，還會降低電力系統(tǒng)的效率。 例如，諧波電流會使變壓器的鐵芯發(fā)熱，增加變壓器的損耗，縮短變壓器的使用壽命。

2.影響電氣設(shè)備的正常運行： 諧波會使電機產(chǎn)生附加的損耗和發(fā)熱，降低電機的效率和使用壽命。 諧波還會影響電容器、電抗器等無功補償設(shè)備的正常運行，甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備損壞。 例如，諧波電流會使電容器過流、過熱，甚至發(fā)生爆炸。

3.干擾通信系統(tǒng)： 諧波會在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生電磁干擾，影響通信系統(tǒng)的正常運行。 例如，諧波會使電話線路產(chǎn)生雜音，影響通話質(zhì)量；會使計算機網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)誤碼，影響數(shù)據(jù)傳輸。

4.引起繼電保護和自動裝置誤動作： 諧波會使繼電保護和自動裝置的測量誤差增大，甚至?xí)?dǎo)致誤動作。 例如，諧波會使過流保護裝置誤動作，導(dǎo)致不必要的停電事故。

三、治理措施

1.采用濾波器

無源濾波器：由電感、電容和電阻等無源元件組成，可以對特定頻率的諧波進行濾波。無源濾波器結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但濾波效果有限，且可能會與電力系統(tǒng)發(fā)生諧振。

有源濾波器：由電力電子器件組成，可以實時檢測電力系統(tǒng)中的諧波電流，并產(chǎn)生與之相反的電流進行補償，從而達到濾波的目的。有源濾波器濾波效果好，但成本較高。

2.優(yōu)化電力電子設(shè)備的設(shè)計: 在設(shè)計電力電子設(shè)備時，可以采用軟開關(guān)技術(shù)、多電平技術(shù)等，減少諧波的產(chǎn)生。 還可以增加設(shè)備的濾波功能，如在變頻器中內(nèi)置濾波器，減少輸出諧波。

3.加強電力系統(tǒng)的管理和監(jiān)測: 建立健全電力系統(tǒng)的諧波監(jiān)測體系，及時發(fā)現(xiàn)和處理諧波問題。 對電力用戶進行諧波管理，限制其諧波注入電網(wǎng)的量。 加強對電力設(shè)備的維護和管理，確保設(shè)備的正常運行，減少諧波的產(chǎn)生。

安科瑞諧波保護器是安科瑞電氣股份有限公司推出的用于治理諧波、保護用電設(shè)備的一種裝置。其功能特點主要有以下幾點：

諧波抑制：可吸收 3kHz~30MHz 頻率各種能量的諧波干擾，包括高次諧波、高頻噪聲、脈沖尖峰、浪涌等，有效減少諧波對用電設(shè)備的影響。

電壓波形矯正：能夠濾除電壓尖峰雜波，矯正因諧波影響而產(chǎn)生畸變的電壓波形，為用電設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。

降低設(shè)備故障率：減少了用電設(shè)備的故障率和機器誤操作，克服了由于高頻諧波污染引起的干擾，保障了設(shè)備的正常運行。

經(jīng)濟性好：設(shè)備本身幾乎不耗電，具有超高的經(jīng)濟性。

安裝方便：結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，接線簡單，便于安裝和維護。

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應(yīng)用領(lǐng)域：

工業(yè)領(lǐng)域：工廠中的生產(chǎn)線的 PLC、計算機設(shè)備控制、高精度數(shù)控、DCS 系統(tǒng)等對電能質(zhì)量要求較高的設(shè)備，可使用諧波保護器來保證其正常運行。

醫(yī)療領(lǐng)域：醫(yī)院的 ICU、MRI、手術(shù)室 IT 隔離電源、醫(yī)學(xué)成像室、放療科等場所，醫(yī)療設(shè)備對電源的穩(wěn)定性和純凈度要求極高，諧波保護器可以為這些設(shè)備提供可靠的電力保障。

公共設(shè)施領(lǐng)域：機場、體育場的 EIB 調(diào)光系統(tǒng)、主控室、廣播系統(tǒng)；劇場、電視臺的舞臺調(diào)光設(shè)備、計算機控制系統(tǒng)、LED 大屏幕等場所，需要穩(wěn)定的電力供應(yīng)以保證設(shè)備的正常運行和演出的順利進行。

通信領(lǐng)域：電信機房、銀行的大型數(shù)據(jù)中心、安防系統(tǒng)等，對電能質(zhì)量的要求也非常高，諧波保護器可以有效提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

作者介紹：

曹華偉，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司銷售經(jīng)理一職

Tel:137/7441/3253（V同號）

審核編輯 黃宇