| 摘要：多数配电系统上的大部分非线性电力负载来自SMPS设备。比如，所有计算机系统使用SMPS把市电交流电压转换为供内部电子设备使用的稳定低压直流电。这些非线性电源会产生高振幅短脉冲电流，造成电流和电压波形严重失真——谐波失真，一般按总谐波失真(THD)衡量。该失真向后传播回到电源系统，将影响连接在同一电源上的其他设备。 |
| window.getPageInfoURLFileName('0') |
1引言
正常电流波形的一种失真称为谐波，一般是由非线性负载发射的。非线性负载包括开关模式电源(SMPS)、调速电机及驱动、复印机、个人电脑、激光打印机、传真机、电池充电器以及UPS等。单相非线性负载在现代办公大楼中较为常见，而三相非线性负载则普遍存在于工厂和工业车间里。
多数配电系统上的大部分非线性电力负载来自SMPS设备。比如，所有计算机系统使用SMPS把市电交流电压转换为供内部电子设备使用的稳定低压直流电。这些非线性电源会产生高振幅短脉冲电流，造成电流和电压波形严重失真——谐波失真，一般按总谐波失真(THD)衡量。该失真向后传播回到电源系统，将影响连接在同一电源上的其他设备。
大部分电力系统可以容忍一定程度的谐波电流，但当谐波在总负载中所占比例较为明显时就会出现问题。随着这些频率较高的电流流经电力系统，它们会造成通信错误、过热和硬件受损，比如：
配电设备、电缆、变压器、备用发电机等过热
谐波阻抗造成的高电压和环流
发热并浪费电能的高中性线电
因电压失真严重导致设备故障
增大了连接设备中的内部能耗，造成元器件失效并缩短使用寿命
支路断路器伪跳闸
计量错误
配线和配电系统失火
发电机失效
高振幅系数及有关问题
降低系统功率因数，导致可用功率减小(kW对kVA)和每月电费处罚
2谐波技术概览
谐波是频率达基频整数倍的电流或电压。如果基频为60Hz，那么第2谐波为120Hz，第3谐波为180Hz等(见图1)。当谐波频率占主导时，配电盘和变压器会与高频谐波产生的磁场形成机械共振。发生这种情况时，配电盘或变压器会振动并针对不同谐波频率发出蜂鸣声。第3到第25谐波频率是配电系统中最为常见的频率范围。
图1电流波形的谐波失真
所有周期波都会随各种频率的正弦波产生。傅里叶定律把一个周期波分解为其分量频率。
谐波分量：较大的第1谐波(基频)较小的第5谐波略大的第7谐波
图2由基频、第5和第7谐波组成的失真波形
信号的总谐波失真是衡量谐波失真的指标，它被定义成所有谐波分量的功率总和与基频的功率之比。它描述了电压或电流信号的失真程度(见图3)。
评论表单加载中...
