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電力系統諧波是什麼原因造成的

科技更新时间:2025-03-12 19:52:55

電力系統諧波是什麼原因造成的（電力系統諧波怎麼産生的）1

（1）諧波的含義

在振動學裡認為一個振動産生的波裡具有一定頻率的振幅最大的正弦波叫基波。其他高于基波頻率的小波就叫作諧波。

電力系統對諧波的定義：對周期性非正弦電量(電壓或電流)進行傅立葉級數分解，除了得到與電網基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網基波頻率的分量，這部分電量稱為諧波。

電力系統諧波是什麼原因造成的（電力系統諧波怎麼産生的）2

（基波及其表達式）

電力系統諧波是什麼原因造成的（電力系統諧波怎麼産生的）3

（基波及2.3.4次諧波）

電力系統諧波是什麼原因造成的（電力系統諧波怎麼産生的）4

（摻入2.3.4次諧波後的複合波）

（2）諧波的産生

電力系統是由發電、變電、輸配電和用電這四個環節所組成的整體，每個環節均有可能産生諧波。

發電環節：略...

變電環節：略...

輸配電環節：略...

用電環節：用電系統中諧波主要是由非線性負載引起，由于正弦電壓加壓于非線性負載，基波電流發生畸變産生諧波。主要非線性負載有UPS、開關電源、整流器、變頻器、逆變器等。

三次諧波公式：

電力系統諧波是什麼原因造成的（電力系統諧波怎麼産生的）5

複合波公式：

電力系統諧波是什麼原因造成的（電力系統諧波怎麼産生的）6

（3）非線性設備含義

簡言之，設備中産生的電流波形是斷續的或突變的，它不是一個可采用線性法則進行運算的連續函數，一般要采用傅裡葉級數來描述它。

例如：

電力系統諧波是什麼原因造成的（電力系統諧波怎麼産生的）7

上圖為三相整流回路，整流後的電流波形為階梯方波，右圖是按傅裡葉級數展開後的頻譜，可以看出五次和七次諧波比例很高。

又如：

電力系統諧波是什麼原因造成的（電力系統諧波怎麼産生的）8

上圖為單相整流回路，整流後的電流波形為斷續波形，右圖是按傅裡葉級數展開後的頻譜，其中三次諧波比例很高。

（4）三次諧波電流的特殊性

三次諧波電流主要是由單相非線性負載（如熒光燈，節能燈及鎮流器等）産生的。因其頻率的特殊性，三次諧波在電網中性線上産生的後果尤為嚴重。在三相電網中，基波各相的相位差為 120°；而三次諧波相位差為360°。

由下圖可見，各相線内的三次諧波電流在中性線上彙集時，其瞬時值是直接同相相加的，故中性線上的三次諧波電流一般為約為3倍的相線上的三次諧波電流，甚至會大于相線上的基波電流。

電力系統諧波是什麼原因造成的（電力系統諧波怎麼産生的）9

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