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1諧波的定義產(chǎn)生分類以及應用

(1)諧波是指周期函數(shù)及周期性的波形中的常數(shù)

從其本質(zhì)上來講，諧波是電流中交流電所含有的頻率是基波的整數(shù)倍的電量。簡而言之，就是非正弦的電量進行的傅里葉級數(shù)的分解產(chǎn)生的電量。在我們的日常生活中交流電為一般頻率，因此在廣義的諧波概論中分有:分級諧波，間諧波和次諧波等多種分類方法。諧波原被定義為聲學，后來由于使用靜止汞弧變流器造成了電壓電流波形的畸變。由此諧波與電氣系統(tǒng)有了深刻的結(jié)合，也有了廣泛的運用。造成諧波的主要非線性負載有ups，開關(guān)電源，整流器，變頻器等。

(2)諧波的產(chǎn)生:在一般的供電系統(tǒng)中

電流和電力系統(tǒng)相應產(chǎn)生的額定電壓值就會因為電磁共振而有非正弦波的產(chǎn)生。所以當我們把該種波形進行簡易的分解從而產(chǎn)生出現(xiàn)的一種波就是諧波，因此在一個電力系統(tǒng)中，諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負載所致。當電流流經(jīng)負載時，其所承受的電流可能會有不穩(wěn)定的非正弦電流出現(xiàn)，由此而形成的非正弦電流就是諧波。因為在一個電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的頻率不同，我們也可以把諧波分為奇次諧波，偶次諧波和分量諧波。

(3)在平衡的三相電力系統(tǒng)中

直流與工頻之間的間諧波是由非正弦性電流疊加在主電流上的，所以諧波通過諧震在民用建筑管理方面也有諸多運用。我國也在諧波領(lǐng)域有極好的檢測和管理。例如電能質(zhì)量測量儀。該設(shè)備可以有效的利用諧波來監(jiān)測電力系統(tǒng)是否已經(jīng)平衡。可以測量三相電壓、三相電流的諧波和序分量。該產(chǎn)品可以廣泛的應用于變電場、風電場以及民用建筑的電力系統(tǒng)的維護中。

2諧波給民用建筑的電力系統(tǒng)帶來的影響和危害

(1)諧波容易降低電力系統(tǒng)容量，如變壓器、斷路器、電纜等。

當在一個電力系統(tǒng)中系統(tǒng)的容量降低，會引起阻抗的變化，從而導致電流系統(tǒng)的不穩(wěn)定和電壓的不穩(wěn)定，長此以往容易加速設(shè)備老化，縮短設(shè)備使用壽命和家庭電路電器的電能耗損，使電能被浪費，加重了居民的電費開銷。在理想的公用電網(wǎng)所提供的電壓應該是單一而固定的頻率以及規(guī)定的電壓幅值。然而諧波電壓和諧波電流的出現(xiàn)對公用電網(wǎng)是一種污染。它使電設(shè)備的環(huán)境被惡化。也對周邊的電磁訊號造成了干擾。如當我們接聽電話，看電視都會因為諧波的影響而造成通訊不良等情況。

(2)諧波在電力系統(tǒng)中的出現(xiàn)對電力造成了浪費，更重要的是使供電的可靠性降低。

如果諧波不加治理，那么它是不會自然消除的，就如永恒磁場一樣，它會干擾很多設(shè)備的正常運行，因此諧波也會干擾整個電力系統(tǒng)的平衡，使大量游集在電網(wǎng)中的諧波電壓電流增加損耗，從而使得電力設(shè)備過熱，從而電網(wǎng)的電阻增大。嚴重時會使整個電力系統(tǒng)癱瘓，導致大面積停電。如果電網(wǎng)中的諧波源太過密集，則可能會出現(xiàn)電磁共振現(xiàn)象。可致使家用變壓器和電器產(chǎn)生負載。這些電氣設(shè)備長期處于諧波引起的電磁共振中，容易發(fā)生串聯(lián)和并聯(lián)諧振條件，危及整個電力系統(tǒng)的運行。

(3)諧波容易引發(fā)電力系統(tǒng)的不平衡運行。

當輸電電網(wǎng)與通訊線路相臨近時，由于兩者間的電磁感應。使諧波分量產(chǎn)生異訊號的聲波干擾，破壞信號的正常傳輸，嚴重情況下會使電訊號中斷。諧波對電容器的影響也是造成電力系統(tǒng)不平衡的因素。當電容器與諧波發(fā)生共振時，會引起電流諧波的超標。諧波使工頻正弦發(fā)生畸變，產(chǎn)生鋸齒狀類頂波，長時間的局部放電，容易加速介質(zhì)的老化導致電容器的損壞。其次對電力變壓器的影響，當諧波產(chǎn)生時。會干擾到變壓器變壓器的參數(shù)使電力系統(tǒng)不夠穩(wěn)定。

(4)諧波對于避雷設(shè)備也會有較大的影響。

如避雷針、以及避雷網(wǎng)等避雷設(shè)施在與有諧波的干擾時會使其在高負荷的情況下運作。致使相關(guān)避雷設(shè)施由于放電時間過長或者過熱而損壞。

3如何抑制諧波在在民用建筑電力體系中的危害

(1)為解決電子設(shè)備裝置和其他諧波的污染問題通常會從兩方面著手。

一是裝配諧波補償裝置，使諧波頻率發(fā)生平衡。從而致使整個電力系統(tǒng)平衡。這是一種比較經(jīng)濟的治理措施;二是對電力電子裝置進行改進，從其波源的產(chǎn)生來抑制諧波的產(chǎn)生，以消除波源為目標，從源頭上把諧波的產(chǎn)生扼殺在搖籃中。這就要在設(shè)備的本身上下功夫，才能用最直接最有效的方法來處理諧波的污染，采取切實可行的治理措施。

(2)現(xiàn)如今諧波濾除裝置已經(jīng)逐漸的應用于民用建筑的電力系統(tǒng)中

它通過分析、檢測可以把每一組諧波產(chǎn)生的頻率在不干擾電力平衡的情況下給穩(wěn)定的過濾出來，然后在多組濾波器的過濾下使諧波頻率不再為非正弦。但是多組濾波器常常會帶來電力體系的控制電路過度復雜，增加配電難度，成本增高，并且由于諧波所產(chǎn)生的頻率過于密集，因而想要將諧波全部濾除在電力系統(tǒng)中，是濾波器的一個難題。所以我們會增加無源濾波器的阻抗，通常會使諧波源產(chǎn)生更大的諧波電流，由此會帶來濾波器裝置自生帶來的諧波干擾。我們常常會把并聯(lián)濾波器安裝前后的諧波情況做過對比，就會發(fā)現(xiàn)，即使我們在電力系統(tǒng)中安裝濾波器使諧波頻率和電流頻率完全穩(wěn)定，但是濾波器本身在控制電路和主電路中所造成的電流負荷增大，從側(cè)面增加了諧波的產(chǎn)生。所以在工業(yè)和民用建筑中我們常常會將無源濾波器進行適當?shù)拇?lián)或者并聯(lián)使用。從而達到機械平衡，電力平衡以及諧波頻率平衡。

(3)無源串聯(lián)濾波器也是一種常見的消除諧波的有效方法

當濾波器在無源串聯(lián)的作用下，電力體系中的電流會處處相等，使濾波器的頻率時時保持在一個穩(wěn)定的情況下，如此就能保證諧波可以在不額外產(chǎn)生的情況下被濾除的條件。當諧波由內(nèi)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生而影響系統(tǒng)時，接入無源串聯(lián)濾波器，電網(wǎng)設(shè)備的阻抗會增大，從而減小電流不平衡運行的因素。值得我們關(guān)心的是，串聯(lián)濾波器使電網(wǎng)體系的電流減小，電阻增大。可以有效而穩(wěn)定的節(jié)約電力，經(jīng)濟而效益的解決了諧波的隱患。而并聯(lián)濾波器并不能減小諧波源產(chǎn)生的諧波，相反的是它擴大了諧波的范圍將諧波的密集度給大幅度的擴散化，避免諧波電流污染系統(tǒng)，是一種以大化小的治標手段。不僅如此，因為并聯(lián)濾波器對諧波的阻抗很低，人們常常會采用并串聯(lián)結(jié)合的方式或者單純采用串聯(lián)方式來消除諧波的隱患。

(4)有源濾波裝置也是抑制諧波的重要裝置。

有源濾波裝置主要是由電力電子元件組成電路，在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生一個頻率磁場域，同幅度、反方向的來對諧波進行抵消，以達到中和的效果，避免諧波發(fā)散。它能促進和引導諧波的穩(wěn)定。所以在民用建筑中是抑制諧波的重要裝置。

(5)無源濾波器主要是由電感器與電容器構(gòu)成。

無源濾波器裝配簡單，且不會為電力系統(tǒng)帶來負荷。為民用建筑帶來了經(jīng)濟、效益、安全的美譽。所以抑制諧波使用無源濾波器已經(jīng)成了民用建筑的一種共識。

4結(jié)語

隨著電子電力技術(shù)的發(fā)展，諧波的危害已經(jīng)日益嚴重。諧波的危害也日益顯露出來。尤其是在民用建筑的電力系統(tǒng)中影響頗多。所以我們要從全方位的做好抑制諧波的處理方法。用最經(jīng)濟，最效益的設(shè)備來消除諧波給我們?nèi)粘Ｉ钏鶐淼呢撁嬗绊憽Ｍ瑫r也希望把諧波用在更多的科技領(lǐng)域來促進民用建筑電力系統(tǒng)的進步和發(fā)展。

作者：劉秉清 單位：西安長安大學工程設(shè)計研究院有限公司