谐波产生的原因

　　供电系统的电路结构、电气设备的分布以及非线性设备的使用都会产生大量的谐波。电源本身产生谐波电压。由于发电机结构的缺陷，磁线在电枢表面上的分布是非正弦的，线圈产生的感应电动势和感应电流也偏离正弦波形。

　　当多个这样的电源连接到电网时，总电源的电流也将偏离正弦波。供电、配电线路接地电容与电网感应负载的谐振不仅产生输入电网一定频率的谐波，而且增大了电网中的某一次谐波，影响电能质量。

　　非线性负载是谐波电流的主要来源。对于各种工业变频设备、电机设备、电弧炉、节能灯具、家用电磁炉、微波炉等非线性设备，电源电压的正弦波形由于f当它们工作时产生的尖电流。

　　当线性负载工作时，其总阻抗不会动态变化，因此其工作电流与电源电压的波形相同。当正弦电压作用于非线性器件时，由于动态阻抗的影响，其工作电流产生非正弦尖峰现象，从而产生谐波电流。非线性负载产生的谐波频率都是工频的整数倍。

　　谐波的危害及治理

　　危害

　　理想的电源应该是频率固定，幅值符合规定的电压。谐波电流和谐波电压对供电网a络产生污染，恶化用电设备的环境，使设备之间产生干扰，其危害表现在以下几方面。

　　1、企业电费增加。电网中谐波产生的功率多为无功功率，使系统带负荷能力下降，增加了电力运行成本。

　　2、供电设备故障率增加。供电电压因谐波使波形变尖而峰值增大，导致交流电磁设备铁损增加，并且使绝缘材料承受的对地电压增大。谐波电流增加了交流电磁设备的铜损，严重时产生较大的电磁噪声、绝缘老化加速和局部过热等现象，缩短电气设备寿命，降低供电可靠性，甚至在生产过程中因断电而造成严重后果。

　　3、供电质量下降。电网中的变压器、电动机、整流变频电子设备(谐波源)、电力电容器、电缆等设备，因经常性的移设安装，而构成串并联的谐振状态。当电网结构及参数对某一频率的谐波形成振荡时，使谐波得到放大，在供电系统内产生过电压、过电流现象，而危及系统的正常安全运行。

　　4、电气设备工作异常。谐波频率的增加会使电动机绕组中的电流趋肤效应增加，涡流与磁滞损耗增大。设备温升因内部损耗增大而过快，降低工作效率，限制了工作条件。谐波过电压会使泄漏电流增加，在其反复冲击下定子绕组的绝缘性能不断降低，导致放电或击穿。而谐波电流产生的脉动电磁转距，因负载阻转矩的增加产生了转速不稳现象，并产生较强的电磁噪声。

　　所拖动的机械设备因共振增强而造成机械扭曲变形，机械疲劳加剧、工作温度升高降低机械强度及至设备损坏。轴承因谐波引起的较大谐波轴电压击穿轴承油膜而损伤，增大机械损耗缩短电机的寿命，甚至直接损坏电机。谐波导致变压器工作性能严重下降，在全星形供电系统中，变压器中性点装有接地并联电容器，或电网中分布电容较大时，易形成3次谐波谐振，增大其附加损耗，而影响其运行的可靠性;谐波电流不但使变压器外壳、外层硅钢片和某些紧固件发热，还会使这些部件因电磁力的作用，而加剧机械振动增大噪声。

　　5、继电保护装置拒动、误动。继电保护装置是保证电网安全运行的重要设备，其工作时的电压电流是以正弦工频的特性设计的，而其安装位置又非常接近谐波源，使继电器的动作特性，极易受到谐波干扰而影响其灵敏性，造成拒动或误动，引发中断生产及安全事故。其影响大小与继电器类型及工作原理相关。

　　当供电线路出现接地短路时，短路电流中较大的谐波分量，使整流型继电器因取样值偏小发生拒动现象。而整流型距离保护装置的振荡闭锁发生误动作，是因系统电流中的三相不对称谐波，使负序滤波器产生较大的谐波输出，造成整流后的直流脉动很大，使继电保护装置发生误动。当采用电磁型电流继电器进行短路保护时，流入继电器的谐波电流使电磁转矩增加而发生误动作。谐波电压对电磁型电压继电器的总阻抗影响较大，谐波电压使过压继电器误动，欠压继电器拒动。

　　6、谐波对通讯系统的影响。通讯线路与供电线路平行或间距较小时，使电网中的谐波在电磁感应的作用下，耦合到通讯线路内造成干扰，使信息失真甚至丢失，严重时将威胁通讯设备的正常工作及人身安全。

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