谐波

时间:2024-02-28 21:10:35编辑:分享君

什么是谐波??

在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,即电路中有谐波产生。谐波频率是基波频率的整倍数,根据法国数学家傅立叶(M.Fourier)分析原理证明,任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。谐波可以区分为偶次与奇次性,第3、5、7次编号的为奇次谐波,而2、4、6、8等为偶次谐波,如基波为50Hz时,2次谐波为l00Hz,3次谐波则是150Hz。一般地讲,奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中,由于对称关系,偶次谐波已经被消除了,只有奇次谐波存在。对于三相整流负载,出现的谐波电流是6n±1次谐波,例如5、7、11、13、17、19等,变频器主要产生5、7次谐波。
“谐波”一词起源于声学。有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国,由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。
到了50年代和60年代,由于高压直流输电技术的发展,发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70年代以来,由于电力电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛,谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分和关注。国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议,不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。
谐波研究的意义,道德是因为谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰


什么是谐波?什么是THD?

谐波是有很多种波形合成的波形。THD是总谐波失真的英文简写,是谐波计算的引申。谐波简介:谐波(harmonic wavelength),是一个数学或物理学概念,是指周期函数或周期性的波形中能用常数、与原函数的最小正周期相同的正弦函数和余弦函数的线性组合表达的部分。从严格的意义来讲,谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲,由于交流电网有效分量为工频单一频率,因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波,这时“谐波”这个词的的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念,才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。THD(Total Harmonic Distortion)简介:THD为总谐波失真的英文简写,是谐波计算的引申,表征被输入波形的失真程度,THD数值越大,输入波形的失真越严重,高次谐波越丰富。数值越小,失真越小,高次谐波占的分量越小。

什么是谐波?怎么产生的

谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量,通常称为高次谐波,而基波是指其频率与工频(50Hz)相同的分量。高次谐波的干扰是当前电力系统中影响电能质量的一大“公害”,亟待采取对策。电网谐波主要由发电设备(电源端)、输配电设备以及电力系统非线性负载等三个方面引起的。1.电源端产生的谐波发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称,由于制作工艺影响,其铁心也很难做到绝对的均匀一致,加上发电机的稳定性等其他一些原因,会产生一些谐波,但一般来说相对较少。2.输配电过程产生的谐波电力变压器是输配电过程中主要的谐波来源,由于变压器的设计需要考虑经济性,其铁心的磁化曲线处于非线性的饱和状态,使得工作时的磁化电流为尖顶型的波形,因而产生奇次谐波。较高的变压器铁心饱和程度使得其工作点偏离了线性曲线,产生了较大的谐波电流,其奇次谐波电流的比例可以达到变压器额定电流的0.5%以上。3.电力设备产生的谐波(1)整流晶闸管设备。由于整流晶闸管广泛应用在开关电源、机电控制、充电装置等许多方面,给电网带来了相当多的谐波。据统计,由整流设备引起的谐波将近达到全部谐波的40%,是谐波的一个主要来源。(2)变频设备。电动机、电梯、水泵、风机等机电设备中常用的变频设备,因为大部分是相位控制,其谐波成分比较复杂,除了整数次的谐波成分外,还含有一定分数次的谐波成分,变频设备的功率一般较大,其广泛应用对电网造成的谐波也越来越多。(3)气体放电类电光源。气体放电类电光源如高压钠灯、高压汞灯、荧光灯以及金属卤化物灯等,其伏安特性的非线性相当严重,有的电光源还具有负伏安特性,这些都会给输电网带来奇次谐波成分。(4)家用电器设备。在空调器、冰箱、洗衣机、电风扇等含有绕组的用电设备中,由于不平衡电流的变化也能使电源波形发生改变。另外,计算机、电视机、温控炊具、调光灯具等,因其具有一定的调压整流功能,也会产生高次的奇次谐波成分。(5)其他用电设备。扩展资料:谐波的危害(1)对旋转的发电机、电动机而言,由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁心中产生附加损耗,从而降低发电、输电及用电设备的效率。更为严重的是,谐波振荡容易使汽轮发电机产生振荡力矩,可能引起机械共振,造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳破坏。(2)谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖,不仅导致电机、变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加,而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流能使变压器的铜耗增加,所以电机、变压器在严重的谐波负载下将产生局部过热、振动和噪声增大、温升增加,从而加速绝缘老化、缩短变压器等电气设备的使用寿命、浪费日趋宝贵的能源、降低供电可靠性。(3)由于电机、变压器、电力电容器、电缆等负载处于经常的变动之中,极易与电网中含有的大量谐波源构成串联或并联的谐振条件,形成谐波振荡,产生过电压或过电流,危及电机、变压器等负载及电力系统的安全运行,引发输配电事故的发生。(4)电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误差,达不到正确指示及计量。断路器开断谐波含量较高的电流时,断路器的开断能力将大大降低,造成电弧重燃,发生短路,甚至断路器爆炸。(5)另外,由于谐波的存在,易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动以及在通信系统内产生声频干扰,严重时将威胁通信设备及人身安全等。参考资料来源:百度百科-谐波

什么是谐波,

谐波是指对周期性非正弦交流量。进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量,通常称为高次谐波,而基波是指其频率与工频(50Hz)相同的分量。谐波产生的原因主要有,由于正弦电压加压于非线性负载,基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。泛音是物理学上的谐波,但次数的定义稍许有些不同,基波频率2倍的音频称之为一次泛音,基波频率3倍的音频称之为二次泛音,以此类推。谐波的频率必然也等于基波的频率的整数倍,基波频率3倍的波称之为三次谐波,基波频率5倍的波称之为五次谐波,以此类推。不管几次谐波,他们都是正弦波。扩展资料谐波分析是信号处理的一种基本手段。在电力系统的谐波分析中,主要采用各种谐波分析仪分析电网电压、电流信号的谐波,该类仪表的谐波分析次数一般在40次以下。对于变频器而言,其谐波分布与电网不同,电网谐波主要为低次谐波,而变频器的谐波主要为集中在载波频率整数倍附近的高次谐波,一般的谐波分析设备只能分析50次以下的谐波,不能测量变频器输出的高次谐波。对于PWM波,当载波频率固定时,谐波的频率范围相对固定,而所需分析的谐波次数,与基波频率密切相关,基波频率越低,需要分析的谐波次数越高。一般宜采用宽频带的,运算能力较强、存储容量较大的变频功率分析仪,根据需要,其谐波分析的次数可达数百甚至数千次。例如,当载波频率为2kHz,基波频率为50Hz时,其40次左右的谐波含量最大;当基波频率为5Hz时,其400次左右的谐波含量最大,需要分析的谐波次数一般至少应达到2000次。同时,选择仪表的同时,还应选择合适带宽的传感器,因为传感器的带宽将限制进入二次仪表的信号的有效带宽。一般用选择宽频带的变频电压传感器、变频电流传感器或电压、电流组合式的变频功率传感器。参考资料:百度百科-谐波参考资料:百度百科-高次谐波

什么叫电网的谐波

呵呵
什么是谐波?简单地说,在电网中,我们把50赫兹的电压或者电流波,叫做基波,不是50Hz的电压、电流就是谐波。
电网中有一些特殊的用电设备,比如:大功率整流器、中频炉、变频器、劣质节能灯,等等,这类设备的工作电流与电压不成正比,我们叫它们为非线性的负载。
发电机发出的电能,本来是比较规整的50Hz的频率,但是如果遇到非线性设备在电网中,这一些设备工作时,就会产生谐波。比如单相整流器,就把50Hz的基波,“整”成具有100Hz、150Hz、200Hz……等等成分的信号,就出现了谐波。这种会产生谐波的设备,我们常常叫它“谐波源”。
谐波的次数:谐波的频率与50Hz的比值,就是谐波的次数,比如:150Hz的,叫3次谐波,350Hz的,叫7次谐波,等等。
电网中,奇次谐波较常见,最多的是3、5、7、9次。偶次谐波很少见。由于谐波次数越高(频率越高),谐波的衰减就越快,所以21次以上的谐波,在电网中很少,因此谐波的监测与治理,都在过21次左右。
谐波是电力系统中的一种能量污染,会导致电机发热产生故障、电力保护误动作、电脑通讯设备受干扰、……等等,其危害是很大的。
但是要消除非线性设备的谐波,需要很大的成本。签于国家目前没有法律处罚,所以绝大多数设备生产厂家都听之任之,就像排放废水废气一样,国家不罚就不去治理。
【提高】“谐波”一词起源于声学,信号理论对谐波的定义是:一个任意的周期信号,可以分解成若干个单一频率的正弦波的叠加,这些正弦波的频率是按自然数列排列的,比如是:f、2f、3f、……Nf,等等。也就是说一系列频率是f、2f、3f、……Nf的单一频率的正弦波,可以合成一个任意的周期波形。这些正弦波中,频率最低的一个正弦波,叫基波,f就是基频,频率为2f、3f、4f、5f……的信号,就叫谐波。


什么叫谐波信号

谐波,从字面解释,谐,有“多部分”的意思,谐和,指多部分协调有致。波,指的是波形(Wave)。合起来形容,就是有很多种波形合成的波形。

从高等数学中分析可知:任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多高次频率的正弦波,高次频率是基频的整倍数(N,只能为整数),直流成分称为0次谐波,基波称为1次谐波,二次以上的波形称为高次谐波,其中偶次频率的波形称为偶次谐波,奇次频率的波形称为奇次谐波。例如一个基频为200 HZ的波形,其基波为200HZ,当它的波形不是纯正的正弦波时,便有失真存在,其200HZ以上的波形称为高次谐波,400HZ为二次谐波,600HZ为三次谐波,如此类推。


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