【技术纷享】谐波的产生原因和影响

谐波的定义：谐波是指一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，通常也称之为高次谐波。

产生谐波的原因: 高次谐波产生的根本原因是由于电力系统中某些设备和负荷的非线性特性（线路中存在容性或感性设备及元件）,即所加的电压与产生的电流不成线性(正比)关系而造成的波形畸变。当电力系统向非线性设备及负荷供电时,这些设备或负荷在传递(如变压器)、变换(如交直流换流器)、吸收(如电弧炉)系统发电机所供给的基波能量的同时,又把部分基波能量转换为谐波能量,向系统倒送大量的高次谐波,使电力系统的正弦波形发生畸变,导致供电系统的电能质量降低。
谐波产生原因的分类：　　

当前,电力系统的谐波源主要有以下三大类。
　　1)、铁磁饱和型（感性设备）:各种铁芯设备,如变压器、电抗器等,其铁磁饱和特性呈现非线性。
　　2)、电子开关型（感性/容性元件）:主要为各种交直流换流装置(整流器、逆变器)以及双向晶闸管可控开关设备等,在化工、冶金、矿山、电气铁道等大量工矿企业以及家用电器中广泛使用,并正在蓬勃发展;在系统内部,如直流输电中的整流阀和逆变阀等。
　　3)、电弧型:各种冶炼用电弧炉在熔化工作中以及交流电弧焊机在焊接工作中,其电弧的点燃和剧烈变动都会形成的高度非线性,导致电流不规则的波动。其非线性呈现出电弧电压与电流之间不规则的、随机变化的伏安特性。对于电力系统的三相供电来说,主要有三相平衡和三相不平衡的两种非线性特性。

谐波对电网的影响:
　　1、谐波对旋转类设备和变压器的主要危害是引起额外的损耗和发热量增大,此外谐波还会引起旋转设备和变压器振动并发出噪声,长时间的振动会造成金属疲劳和机械损坏，严重影响生产效率和设备使用寿命。
　　2、谐波对线路的主要危害是引起附加损耗。
　　3、谐波可引起系统的电感、电容发生谐振,使谐波放大。当谐波引起系统谐振时,谐波电压升高,谐波电流增大,引起继电保护及自动装置误动,损坏系统设备(如电力电容器、电缆、电动机等),引发系统事故,威胁电力系统的安全运行。
　　4、谐波可干扰通信设备,增加电力系统的功率损耗(如线损),使无功补偿设备不能正常运行等,给系统和用户带来危害。限制电网谐波的主要措施有:无源滤波器;有源滤波器、静止无功发生器;加强并完善用电管理。