諧波是什么意思

什么是諧波
當(dāng)電網(wǎng)中的電壓或電流波形非理想的正弦波時(shí)，即說明其中含有頻率高于50Hz的電壓或電流成分，我們將頻率高于50Hz的電流或電壓成分稱之為諧波。
　　當(dāng)諧波頻率為工頻頻率的整數(shù)倍時(shí)，我們將其稱之為整數(shù)次諧波，這類諧波通常用次數(shù)來表示。例如：將頻率為工頻頻率5倍（250Hz）的諧波稱之為5次諧波，將頻率為工頻頻率7倍（350Hz）的諧波稱之為7次諧波，依此類推。
　　當(dāng)諧波頻率不是工頻頻率的整數(shù)倍時(shí)，我們將其稱之為分?jǐn)?shù)諧波。這類諧波通常直接使用諧波頻率來表示。例如：頻率為1627Hz的諧波。
　　諧波產(chǎn)生的原因多種多樣。比較常見的有兩類：
　　第一類是由于非線性負(fù)荷而產(chǎn)生諧波，例如可控硅（晶閘管）整流器、開關(guān)電源等，這一類負(fù)荷產(chǎn)生的諧波頻率均為工頻頻率的整數(shù)倍。例如三相六脈波整流器所產(chǎn)生的主要是5次和7次諧波，而三相12脈波整流器所產(chǎn)生的主要是11次和13次諧波。
　　第二類是由于逆變負(fù)荷而產(chǎn)生諧波，例如中頻爐、變頻器，這一類負(fù)荷不僅產(chǎn)生整數(shù)次諧波，還產(chǎn)生頻率為逆變頻率2倍的分?jǐn)?shù)諧波。例如：使用三相六脈波整流器而工作頻率為820Hz的中頻爐則不僅產(chǎn)生5次和7次諧波，還產(chǎn)生頻率為1640Hz的分?jǐn)?shù)諧波。
　　諧波在電網(wǎng)誕生的同時(shí)就是存在的，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)和變壓器都會產(chǎn)生少量的諧波。現(xiàn)在由于產(chǎn)生大量諧波的用電設(shè)備不斷增加，并且電網(wǎng)中大量使用的并聯(lián)電容器對諧波非常敏感甚至?xí)a(chǎn)生諧波放大，使得諧波的影響越來越嚴(yán)重，從而逐漸引起人們的重視。
　　當(dāng)電網(wǎng)中的諧波電流較大，以至于電壓波形也產(chǎn)生畸變時(shí)，我們將其稱之為電網(wǎng)被污染。電網(wǎng)的污染程度用電壓波形畸變率來表示，簡稱THDu。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549—93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》的規(guī)定：10KV電網(wǎng)的THDu應(yīng)小于4%，400V電網(wǎng)的THDu應(yīng)小于5%。
　　諧波與無功電流不同。無功電流只影響電網(wǎng)的電壓，并增加供電系統(tǒng)的銅損，通常不會影響用戶，也不會影響計(jì)量精度。而諧波的影響可以用“無孔不入”來形容。在電網(wǎng)被污染的情況下，所有電網(wǎng)中的設(shè)備與負(fù)荷均會受到影響。諧波與無功還有一點(diǎn)不同：無功電流在沒有補(bǔ)償?shù)那闆r下會一直傳送到發(fā)電機(jī)，而諧波電流通常全部被電網(wǎng)中的設(shè)備與負(fù)荷吸收掉。
　　諧波造成的危害大致列舉如下：
　　1，由于諧波的頻率較高，使導(dǎo)線的趨膚效應(yīng)加重，因此銅損急劇增加。同時(shí)變壓器鐵心由于不能適應(yīng)急劇變化的磁通而導(dǎo)致鐵損急劇增加。
　　2，諧波會影響表計(jì)的計(jì)量精度。從原理上進(jìn)行分析：諧波源將其吸收的一部分電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹C波發(fā)送到電網(wǎng)中去，因此電能表會將諧波能量當(dāng)作發(fā)電來進(jìn)行計(jì)算，從而導(dǎo)致計(jì)量誤差。對于機(jī)械式電能表還會由于高頻率諧波所產(chǎn)生的高頻渦流阻力而變慢。在高次諧波嚴(yán)重的情況下（例如中頻爐）會嚴(yán)重影響電能表的計(jì)量精度，導(dǎo)致莫名其妙的丟電現(xiàn)象。
　　3，精密電子設(shè)備（包括電子式電能表）會被嚴(yán)重干擾，導(dǎo)致不能正常工作，甚至燒毀。
　　4，所有接于電網(wǎng)中的設(shè)備的損耗都會增加，溫升增加。含有電容器的設(shè)備受影響最為嚴(yán)重，甚至可能導(dǎo)致設(shè)備損壞以及電容器爆炸等事故。
　　5，電機(jī)類負(fù)荷由于諧波的逆序作用而導(dǎo)致輸出扭矩下降。
　　6，繼電保護(hù)機(jī)構(gòu)可能會由于諧波而產(chǎn)生誤動或拒動故障。
　　當(dāng)電網(wǎng)的諧波污染程度小于國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定時(shí)，通常不會對系統(tǒng)造成影響。隨著污染程度的增加，諧波的影響就逐漸顯現(xiàn)出來。在諧波嚴(yán)重超標(biāo)的情況下，如果不進(jìn)行諧波治理，往往會產(chǎn)生很嚴(yán)重的后果。