谐波是指在正弦周期信号中,频率是基波频率整数倍的波。在电力系统中,我们经常接触到的是电压和电流信号,它们都是正弦周期信号。因此,在电力系统中,我们也会遇到电压和电流的谐波。
以电压信号为例,只有基波频率的电压信号称为基波电压,而其它频率的电压信号则称为谐波电压。另外,由于电压信号是交流信号,因此谐波电压也是交流波形,即正半周与负半周都会出现。
三次谐波对于电力系统来说是一个较为重要的谐波,因为它具有以下两个特点:
第一,当电力系统中存在三次谐波时,三次谐波电流会在零序电流中产生一个分量。这个零序电流分量通常是足够大的,往往会引起变压器和电缆等设备的热危害和安全事故的发生。因此,在设计电力系统时,需要对三次谐波进行充分的考虑。
第二,三次谐波电路的参数通常比较复杂,因此在对电力系统进行建模时,需要特别注意将三次谐波电路的参数考虑在内。
在电力系统中,三相电源经常连接三相负载,因此三相电源的相位都是120度。当三相电源中存在三次谐波时,它们的相位则相差360度,也就是说,三次谐波电压中任意两个相位的差值都是360度。
因此,在电力系统中,三次谐波电压之间不存在任何差值,它们的相位差都是360度的整数倍。这样一来,三次谐波电压就具有了零序的特性。
由于三次谐波电压容易引起零序电流的产生,因此在实际电力系统中,需要对三次谐波进行有效的控制和消除。
目前,对三次谐波进行消除的方法主要有两种,一种是采用降压变压器,将三次谐波衰减到可接受的范围内;另一种方法是采用有源滤波器,对三次谐波进行有效的消除和控制。