谐波是如何产生的?

如题所述

电力系统对谐波的定义:对周期性非正弦电量(电压或电流)进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量成为谐波。电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电这五个环节所组成的电能生产、变换、输送、分配和消费的整体,每个环节均有可能产生谐波。发电:发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称,铁芯也很难做到绝对均匀一致,因此会产生谐波。变电:变电系统中谐波的来源主要有两个:电力变压器和换流站(存在于HVDC系统中)。在高压直流输电(HVDC)系统中,电能从三相交流电网的一点导出,在换流站转换成直流,通过架空线或电缆传送到接受点;直流在另一侧换流站转化成交流后,再进入接收方的交流电网。换流站中包括大量的整流装置和逆变装置,这些开关装置将成为谐波的来源。输配电:输配电系统中主要是电力变压器产生谐波,由于变压器铁芯的饱和,磁化曲线的非线性,加上设计变压器时考虑经济性,其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上,这样就使得磁化电流呈尖顶波形,因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁芯的饱和程度有关。铁芯的饱和程度越高,变压器工作点偏离线性越远,谐波电流也就越大。用电:用电系统中谐波主要是由非线性负载引起,如晶闸管整流设备、变频装置、电弧炉、电石炉、气体放电类电光源、家用电器都会产生谐波,尤其是电力电子型用电设备产生的谐波最多。所以说因为电网中有了非线性的负载,才产生了谐波。

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第1个回答  2017-12-12

在交流电力工程中,谐波仅仅指由于非线性负载引起的非正弦波电流。
如果电网中仅仅存在电感、电容、电阻等线性负载,则线路中的电流应该也为标准正弦波,只不过波形和电压有一个相位差,这种情况我们需要使用功率因数的概念来衡量不同步性。
但是如果电路中存在非线性器件,比如电力电子设备,如UPS,整流、逆变设备,电机换向,磁性饱和设备等,电流将出现断续或畸变现象。这时,电流波形按照傅里叶级数展开便有了各种不同的频率分量,总之已完全不是正弦波。我们习惯上将除了基频之外的其他频率的电流分量都称为谐波。

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第2个回答  2017-12-02

假设你的声音很正常时,发出一个“A”,再把你的手压在嗓子上,发出一个“A”,可是后面这个"A"相比于之前那个“A”由于干扰发生了变化,我们假设后面后面那个"A"为"B",手压嗓子而产生的干扰为“C”,那么可以得出A+C=B,在这里,C就相当于谐波。我们想产生一个正弦波A,但是由于电路中的非线性负载(相当于手压嗓子的作用),最后得到的却是B,我们把B与A相比较,通过傅里叶级数分解得到C(相当于B-A=C),这里我们就把C命名为谐波。通常C并不是单独的一个,而是由C1\C2\C3\C4……叠加而成。

第3个回答  2021-03-07