谐波是电波或者声波中频率是基波(基本频率)的整数倍的波。在电力系统中,电能由电源输送到用户,在输送过程中会出现谐波。基波一般是50Hz或60Hz,而谐波则是基波的倍数,如2倍、3倍、4倍等。
电力系统中的谐波来源很多,比如电弧炉、电子器件、电力电子设备、非线性负载等。这些负载会对电网造成二次设备损坏、电能计量表度数高等影响。
谐波电压是电网运行中因负载造成的电压谐波成分,其峰值时刻与基波电压不一致。谐波电压的频率为基波电压的整数倍,谐波相位与谐波电流相位差不一定是180度。这样会在电力设备中产生谐波电流,影响设备的安全运行,严重时会使设备损坏、导致线路跳闸。
1.非线性器件:非线性器件是一种非线性负载,与线性负载不同,输出的波形不是正弦波,而是包含不同谐波分量的波形。例如,电子设备中的开关电源、直流变频器等都是非线性负载。
2.谐振回路:谐振回路中的电容、电感等元件,由于谐振频率和基波频率相同,会在运行中引起谐波电压的产生。
3.外部干扰:电力设备的电磁耦合效应会产生电磁波,当电力系统中其他设备使用电子元件时,容易受到电磁波的干扰,从而在其附近产生谐波电压。
1.非线性负载的运行状态:当非线性负载处于高负载状态时,谐波电压的产生会更加显著。
2.电力系统操作方式:对于非线性负载设备,调整其使用时间可以减少其产生的谐波电压对电力系统的影响。
3.电网特性:电网特性决定了谐波电压在电网中的传递路径和损耗。例如,在低阻抗电网中,谐波电流流动较容易,因此会使谐波电压比扰动源产生的电压大很多。