北京領(lǐng)步專家講堂—典型諧波源的特征

返回列表來(lái)源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時(shí)間：2016-02-03分享加入收藏關(guān)注：-

從工作原理來(lái)分，產(chǎn)生諧波的諧波源主要有三類，今天領(lǐng)步小編就帶大家來(lái)簡(jiǎn)單了解一下：
（1）鐵磁飽和型

主要指各種帶鐵心的電力設(shè)備，鐵芯飽和電流、勵(lì)磁電流及在投入或電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁涌流都是非正弦波，含有高次諧波，這也是供電系統(tǒng)的諧波源，典型的如變壓器、電抗器、互感器等。

例如：當(dāng)變壓器正常運(yùn)行時(shí)，鐵芯處于磁飽和狀態(tài)。當(dāng)外施電壓是正弦波時(shí)，主磁通也是正弦波。由于鐵芯飽和，勵(lì)磁電流波形畸變?yōu)榧忭敳?，同時(shí)考慮到磁滯影響，勵(lì)磁電流波形不再是對(duì)稱于Z大值。諧波電流的大小與變壓器的鐵芯材料、磁通密度、結(jié)構(gòu)和使用條件等因素有關(guān)，取決于鐵芯的飽和程度。變壓器勵(lì)磁電流的特征諧波以3、5、7次為主， 3次諧波電流約占15%~55%，5次諧波電流約占3%~25%，7 次諧波電流約占 2%~10%。變壓器在空載或輕載投入時(shí)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，勵(lì)磁電流中除基波以外，還含有數(shù)值很大的直流分量、奇次諧波和偶次諧波，變壓器勵(lì)磁涌流的特征諧波以 2、3、4 次為主，2 次諧波電流約占 65%，3 次諧波電流約占30%，4 次諧波電流約占 7%左右。
（2）電子開(kāi)關(guān)型

主要指各種交直流換流設(shè)備，如整流器、逆變器、雙向晶閘管及可控硅開(kāi)關(guān)設(shè)備等。廣泛應(yīng)用與冶金、化工、電氣化機(jī)車等行業(yè)，包括家用電器、節(jié)能燈具和電力系統(tǒng)直流輸電等都是電子開(kāi)關(guān)型諧波源。典型的諧波源如電力機(jī)車，變頻器，中頻爐，電化學(xué)槽，軋機(jī)，家用電器（電視機(jī)、節(jié)能燈、計(jì)算機(jī)、空調(diào)機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)等）。

電子開(kāi)關(guān)型負(fù)載產(chǎn)生的特征諧波主要與整流器的脈動(dòng)數(shù)相關(guān)，6 脈動(dòng)的整流器產(chǎn)生的主要諧波是 5、7、11、13 次，其中 5、7 次Z大，5 次Z大可達(dá) 總諧波值20%，7 次可達(dá) 12%。12 脈動(dòng)的整流器產(chǎn)生的主要諧波是 11、13、23、25 次，其中 11、13 次Z大，5 次、7 次諧波明顯減少，總電流畸變率約在 10%左右。6 脈動(dòng)整流器主要用于較小容量設(shè)備，較大容量設(shè)備采用 12 脈動(dòng)，但是 12 脈動(dòng)整流器的系統(tǒng)復(fù)雜而且成本高而應(yīng)用較少。家用電器雖然單個(gè)產(chǎn)生的諧波量較少，但由于數(shù)量多且同時(shí)使用頻率高，具有集群效應(yīng)，家用電器的諧波問(wèn)題越來(lái)越引起大家重視，主要產(chǎn)生 3、5、7、9次諧波， 其中以 3、 5、 7 次尤為嚴(yán)重， 3 次諧波電流 約為8%~10%， 5 次諧波電流約為 3%~9%，7 次諧波電流約為 3%~6%， 電子整流器型熒光燈產(chǎn)生的 3 次諧波電流可達(dá) 75%~85%。

（３）電弧型

主要指各種煉鋼爐、金屬熔化設(shè)備、電焊機(jī)群等。電弧爐是利用電弧的熱量熔化金屬原料， 在熔化期內(nèi)， 由于熔化的爐料倒塌，使電極發(fā)生短路，引起電流沖擊。由于電極分別控制，三相電弧爐的各相電阻也不可能同步變化， 甚至差異很大，造成三相電流不對(duì)稱。 此外電弧電阻負(fù)載又是非線性的，并且隨著電弧電壓瞬時(shí)值的變化而變化。因此電弧爐是一種沖擊性、不對(duì)稱、時(shí)變的非線性負(fù)荷，是系統(tǒng)中另一種主要的諧波源。

雖然，各種電弧爐的特性和運(yùn)行方式不同，但在熔化初期電弧爐電流含有較多的奇次和偶次諧波，其中 2 次諧波占 17%，3 次諧波占 33%，4 次諧波 占4%，5 次諧波占 13%，6 次諧波 占6%，7 次諧波占 9%；在熔化期電流中偶次諧波減少，以奇次諧波為主，其中 3 次諧波占 4%，5 次諧波占 3.2%；在精煉期，由于負(fù)荷較平穩(wěn)，電流中奇次諧波和偶次諧波都很小。

電焊機(jī)群屬?zèng)_擊性不平衡負(fù)載，所產(chǎn)生的諧波含量主要由整流及鐵心飽和倆部分構(gòu)成，根據(jù)其輸入電壓不同，其波形畸變率也不同，激勵(lì)電壓較小時(shí)，此時(shí)鐵心尚處于非飽和階段，非線性電感電流值與外加激勵(lì)成正比增長(zhǎng)。當(dāng)外加激勵(lì)使鐵心磁狀態(tài)工作點(diǎn)處于飽和時(shí)， 非線性電感上的電流顯著增大， 電流波形畸變?cè)絹?lái)越嚴(yán)重。其產(chǎn)生的諧波以 3、5 次為主，3 次諧波含量在 6%~25%，5 次諧波含量在1%~9%，由于諧波含量變化大，諧波治理一定要?jiǎng)討B(tài)跟蹤。

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