一諧波分析定義

　　《電力名詞》第二版定義：諧波分析是指將非正弦周期信號按傅里葉級數展成一系列諧波，以考察信號中各次諧波的幅值與相角等參量。

      非正弦波里含有大量的諧波，不同的波形里含有不同的諧波成份。在倍頻器、變頻器、樂(lè )器、音響、放大器……分柝各次諧波的分布；任何關(guān)于時(shí)間的周期信號都能展開(kāi)成傅立葉級數，即無(wú)限多個(gè)正弦函數和余弦函數的和表示，這就是諧波分析的過(guò)程。
      奇次諧波，指頻率為基波頻率的3、5、7……倍的諧波；
      偶次諧波，指頻率是基波頻率的2、4、6……倍的諧波。
　　對f(t)=-f(t+T/2)　的函數(T為函數周期)，偶次諧波及直流分量為0；對f(t)=f(t+T/2)　的函數，奇次諧波為0。

二諧波危害

　　1、諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設備的效率，大量的3次諧波流過(guò)中性線(xiàn)時(shí)會(huì )使線(xiàn)路過(guò)熱甚至發(fā)生火災。
　　2、諧波影響各種電氣設備的正常工作。諧波對電機的影響除引起附加損耗外，還會(huì )產(chǎn)生機械振動(dòng)、噪聲和過(guò)電壓，使變壓器局部嚴重過(guò)熱。諧波使電容器、電纜等設備過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短，以至損壞。
　　3、諧波會(huì )引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，這就使上述1和2的危害大大增加，甚至引起嚴重事故。
　　4、諧波會(huì )導致繼電保護和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，并會(huì )使電氣測量?jì)x表計量不準確。
　　5、諧波會(huì )對鄰近的通信系統產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量；重者導致住處丟失，使通信系統無(wú)法正常工作。

三分析方法

　　滿(mǎn)足一定條件（Dirichlet條件）的、以T為周期的時(shí)間的周期函數f(t)，在連續點(diǎn)處，可用下述的三角函數的線(xiàn)性組合（傅里葉級數）來(lái)表示：

　　上式稱(chēng)為f(t)的傅里葉級數，其中，ω=2π/T。

 

　　n為整數，n>=0。

　　n為整數，n>=1。
　　在間斷點(diǎn)處，下式成立：
 

　　a₀/2為信號f(t)的直流分量。令

　　c₁為基波幅值，c_n為n次諧波的幅值。c1有時(shí)也稱(chēng)1次諧波的幅值。a₀/2有時(shí)也稱(chēng)0次諧波的幅值。

四諧波測量方法

　　諧波分析是信號處理的一種基本手段。在電力系統的諧波分析中，主要采用各種諧波分析儀分析電網(wǎng)電壓、電流信號的諧波，該類(lèi)儀表的諧波分析次數一般在40次以下。
　　對于富含諧波的變頻器輸出的PWM波，其諧波主要集中在載波頻率的整數倍附近，當載波頻率高于基波頻率40倍時(shí)，采用上述諧波分析設備，其諧波含量近似等于零，不能滿(mǎn)足諧波分析的需要。
　　上述場(chǎng)合，當載波頻率固定時(shí)，諧波的頻率范圍相對固定，而所需分析的諧波次數，與基波頻率密切相關(guān)，基波頻率越低，需要分析的諧波次數越高。一般宜采用寬頻帶的，運算能力較強、存儲容量較大的變頻功率分析儀，根據需要，其諧波分析的次數可達數百甚至數千次。例如，當載波頻率為2kHz，基波頻率為50Hz時(shí)，其40次左右的諧波含量最大；當基波頻率為5Hz時(shí)，其400次左右的諧波含量最大，需要分析的諧波次數一般至少應達到2000次。
　　同時(shí)，選擇儀表的同時(shí)，還應選擇合適帶寬的傳感器，因為傳感器的帶寬將限制進(jìn)入二次儀表的信號的有效帶寬。一般用選擇寬頻帶的電壓、電流傳感器，如：變頻功率傳感器。

變頻功率分析儀

變頻功率傳感器

五諧波治理

　　諧波的治理主要采用無(wú)源濾波裝置和有源濾波器。 　　
　　1、無(wú)源濾波裝置主要采用LC回路，并聯(lián)于系統中，LC回路的設定，只能針對于某一次諧波，即針對于某一個(gè)頻率為低阻抗，使得該頻率流經(jīng)為其設定的LC回路，達到消除（濾除）某一頻率的諧波的目的。LC回路在濾除諧波的同時(shí)，在基波對系統進(jìn)行無(wú)功補償。這種濾波裝置簡(jiǎn)單，成本低，但不能濾除干凈。其主要元件為投切開(kāi)關(guān)、電容器、電抗器以及保護和控制回路。 　　
　　2、有源電力濾波器。這種濾波器是用電力電子元件產(chǎn)生一個(gè)大小相等，但方向相反的諧波電流，用以抵銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò )中的諧波電流，這種裝置的主要元件是大功率電力電子器件，成本高，在其額定功率范圍內，原則上能全部濾除干凈。

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