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電能質(zhì)量
專家診治

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想選擇針對性的諧波治理方案，就先來了解一下不同負載的諧波特征吧！

返回列表來源：領步電能質(zhì)量發(fā)布時間：2017-01-17分享加入收藏關注：-

專家講堂3

典型諧波源的特征諧波

從工作原理來分，產(chǎn)生諧波的諧波源主要有三類：

（1）鐵磁飽和型。主要指各種帶鐵心的電力設備，所產(chǎn)生的鐵芯飽和電流、勵磁電流及在投入或電壓恢復時的勵磁涌流都是非正弦波，含有高次諧波，這也是供電系統(tǒng)的諧波源，典型的如變壓器、電抗器、互感器等。

變壓器正常運行時，鐵芯處于磁飽和狀態(tài)。當外施電壓是正弦波時，主磁通也是正弦波。由于鐵芯飽和，勵磁電流波形畸變?yōu)榧忭敳?，考慮到磁滯影響，勵磁電流波形不再是對稱于Z大值。諧波電流的大小與變壓器的鐵芯材料、磁通密度、結構和使用條件等因素有關，取決于鐵芯的飽和程度。變壓器勵磁電流的特征諧波以3、 5、 7次為主， 3次諧波電流約占15%~55%， 5次諧波電流約占3%~25%，7 次諧波電流約占 2%~10%。變壓器在空載或輕載投入時產(chǎn)生勵磁涌流，勵磁電流中除基波外，還含有數(shù)值很大的直流分量、奇次諧波和偶次諧波，變壓器勵磁涌流的特征諧波以 2、3、4 次為主，2 次諧波電流約占 65%，3 次諧波電流約占30%，4 次諧波電流約占 7%左右。

（2）電子開關型。主要指各種交直流換流設備，如整流器、逆變器、雙向晶閘管及可控硅開關設備等。廣泛應用與冶金、化工、電氣化機車等行業(yè)，包括家
用電器、節(jié)能燈具和電力系統(tǒng)直流輸電等都是電子開關型諧波源。典型的諧波源如電力機車，變頻器，中頻爐，電化學槽，軋機，家用電器（電視機、節(jié)能燈、
計算機、空調(diào)機、電冰箱、洗衣機等）。

電子開關型負載產(chǎn)生的特征諧波主要與整流器的脈動數(shù)相關，6 脈動的整流器產(chǎn)生的主要諧波是 5、7、11、13 次，其中 5、7 次Z大，5 次Z大可達 20%，7 次達 12%。12 脈動的整流器產(chǎn)生的主要諧波是 11、13、23、25 次，其中 11、13 次Z大，5 次、7 次諧波明顯減少，總電流畸變率約在 10%左右。6 脈動整流器主要用于較小容量設備，較大容量設備采用 12 脈動，但是 12 脈動整流器的系統(tǒng)復雜而且成本高而應用較少。
家用電器雖然單個產(chǎn)生的諧波量較少，但由于數(shù)量多且同時使用頻率高，具有集群效應，家用電器的諧波問題越來越引起大家重視，主要產(chǎn)生 3、5、7、9次諧波，其中以 3、 5、 7 次尤為嚴重， 3 次諧波電流含量約 8%~10%， 5 次諧波電流含量約 3%~9%，7 次諧波電流含量約3%~6%，電子整流器型熒光燈產(chǎn)生的 3 次諧波電流可達70%~80%。

（３）電弧型。主要指各種煉鋼爐、金屬熔化設備、電焊機群等。電弧爐是利用電弧的熱量熔化金屬原料，在熔化期內(nèi)，由于熔化的爐料倒塌，使電極發(fā)生短路，引起電流沖擊。由于電極分別控制，三相電弧爐的各相電阻也不可能同步變化，甚至差異很大，造成三相電流不對稱。電弧電阻又是非線性的，并且隨著電弧電壓瞬時值的變化而變化。因此，電弧爐是一種沖擊性、不對稱、時變和非線性負荷，是系統(tǒng)中另一種主要的諧波源。

雖然，各種電弧爐的特性和運行方式不同，但在熔化初期電弧爐電流含有較多的奇次和偶次諧波，其中 2 次諧波占 17%，3 次諧波占 33%，4 次諧波占 4%，5 次諧波占 13%，6 次諧波占 6%，7 次諧波占 9%；在熔化期電流中偶次諧波減少，以奇次諧波為主，其中 3 次諧波占4%，5 次諧波占 3.2%；在精煉期，由于負荷較平穩(wěn)，電流中奇次諧波和偶次諧波都很小。
電焊機群屬沖擊性不平衡負載，產(chǎn)生諧波既有整流產(chǎn)生也有鐵心飽和產(chǎn)生，根據(jù)其輸入電壓不同，其波形畸變率也不同，激勵電壓較小時，此時鐵心尚處于不飽和階段，非線性電感電流值與外加激勵成正比增長。當外加激勵使鐵心磁狀態(tài)工作點處于飽和時，非線性電感上的電流顯著增大，電流波形畸變越來越嚴重。其產(chǎn)生的諧波以 3、5 次為主，3 次諧波含量在 6%~25%范圍，5 次諧波含量在1%~9%范圍，由于諧波含量變化大，諧波治理一定要動態(tài)跟蹤。

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