諧波是什么

在電力行業(yè)中諧波可不是一個(gè)陌生詞匯。高次諧波的干擾是當(dāng)前電力系統(tǒng)中影響電能質(zhì)量的一大“公害”，亟待采取對(duì)策。

諧波是一個(gè)穩(wěn)態(tài)的電能質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)，和暫態(tài)現(xiàn)象必須加以區(qū)別。有很多人寄希望于諧波保護(hù)器進(jìn)行諧波濾波來(lái)降低損失，那么諧波保護(hù)器真的有那么神奇且有用嗎？它是否能一定程度上提高電能質(zhì)量？

1 關(guān)于諧波的定義 

       

國(guó)際上公認(rèn)的諧波定義為：

  諧波是指電壓和電流中所含有的頻率為基波整數(shù)倍的分量，一般是指對(duì)周期性的正弦電壓和電流進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，基波頻率整數(shù)倍的電壓和電流分量。
         
         

諧波是一個(gè)穩(wěn)態(tài)的電能質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)，和暫態(tài)現(xiàn)象必須加以區(qū)別。通常認(rèn)為，諧波的波形是周期性重復(fù)的，而高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等暫態(tài)現(xiàn)象在每周波內(nèi)波形都發(fā)生變化或有衰減，是不作為諧波來(lái)考慮，只作為一種暫態(tài)現(xiàn)象。

  2 諧波保護(hù)器的介紹
       
     

ANHPD 的基本原理和結(jié)構(gòu)

     

ANHPD 是一種用于濾除高次諧波、保護(hù)精密儀器設(shè)備的新型保護(hù)裝置，采用超微晶合金材料與創(chuàng)新的特別電路。它主要由電壓箝位、低通濾波器以及吸收器組成，不但可以抑制和吸收用戶用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)高次諧波 ANHPD 諧波保護(hù)器第 2 頁(yè) 共 8 頁(yè)和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾，而且能隨時(shí)跟蹤電壓波形，瞬時(shí)濾除電源中的尖峰、浪涌、雜波，矯正因諧波影響而產(chǎn)生的高次諧波，從源頭消除諧波污染，為用電設(shè)備提供保護(hù)。

ANHPD 參照標(biāo)準(zhǔn)

     

GB/T14549-1993 《電能質(zhì)量：公用電網(wǎng)諧波》GB/T15945-2008 《電能質(zhì)量：電力系統(tǒng)頻率允許偏差》 

GB17625.1-2012 《電磁兼容 限值 諧波電流發(fā)射限值》 

IEEE 519-1992 《國(guó)際諧波管制標(biāo)準(zhǔn)》Q31/0114000129C026-2017《ANHPD 諧波保護(hù)器》

型號(hào)說(shuō)明

       
 
     

技術(shù)參數(shù)

     
    3 關(guān)于濾波器的能量密度
 
         

常用的濾波裝置有LC調(diào)諧濾波器和有源電力濾波器，濾波原理是對(duì)諧波電流源形成一個(gè)有源或者無(wú)源的低阻通路，使諧波電流流入低阻通路，從而實(shí)現(xiàn)濾波的目的。

               能量密度的定義：
           
  單位體積內(nèi)所包含的能量大小。
           
       

對(duì)于無(wú)源濾波器而言，諧波源與無(wú)源濾波器之間的能量交換，當(dāng)p(t)>0時(shí)諧波源釋放諧波能量并流入濾波裝置，能量?jī)?chǔ)存于電容中，存儲(chǔ)能量為。當(dāng)p(t)<0時(shí)能量流出濾波裝置并被諧波源吸收。對(duì)于無(wú)源濾波裝置，不僅要儲(chǔ)存諧波能量，還要進(jìn)行基波無(wú)功能量的交換，所以要有足夠大的電容安裝容量來(lái)存儲(chǔ)這些能量。

對(duì)于有源濾波器而言，其直流側(cè)儲(chǔ)能電容與電網(wǎng)之間能量交換有兩條路徑實(shí)現(xiàn)。一是直接與諧波源進(jìn)行能量交換；二是當(dāng)直流側(cè)儲(chǔ)能電容電壓變化時(shí)，通過(guò)控制IGBT對(duì)直流側(cè)儲(chǔ)能電容充電和放電，以保證其電壓的穩(wěn)定，所以有源濾波裝置比無(wú)源濾波裝置的儲(chǔ)能元件的容量要得小。

不管有源還是無(wú)源濾波裝置，濾波裝置與諧波源交換能量的大小決定了濾波器的容量，要求濾波器都是有一定的能量密度。

      4諧波保護(hù)器不具備諧波濾波功能
 
           

綜上所述，諧波保護(hù)器不具備350HZ～20MHZ的諧波濾波的功能：

  （1）用電設(shè)備產(chǎn)生的高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾不屬于諧波的范疇，對(duì)這些瞬態(tài)諧波的濾除不是諧波濾波；
     

（2）濾波裝置應(yīng)具備一定的能量密度以滿足其與諧波源的能量交換的需求，諧波保護(hù)器是一種無(wú)源裝置，若能濾除諧波，內(nèi)部必定會(huì)有儲(chǔ)能元件，但諧波保護(hù)器的尺寸非常小（145mm*120mm*70mm），如此小的尺寸只有很大的能量密度才能與諧波源之間進(jìn)行能量交換，對(duì)于超微晶合金材料是不可能實(shí)現(xiàn)的。

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