浅析谐波的基本原理
内容摘要:随着电力市场的形成和推进,电力部门不仅要满足用户对电力数量不断增长的需求,还必须满足较高电能质量的要求。电能质量问题已经受到电力部门和用户的广泛关注。电力系统谐波是电能质量几大指标中最为重要的一项指标。日益突出的谐波污染问题对电力系统的安全经济运行造成严重的危害。发达国家十分重视对电能质量谐波的监测、分析与治理,而正确估计各个电网用户在公共连接点产生的谐波水平,是监测与治理谐波污染的关键。下面对电能质量中的谐波有关问题做一个介绍。
关键字:谐波 电子 频率
在电力系统中,理想的电压和电流波形应该是工频下的正弦波。但是,实际的电压或电流波形总有不同程度的偏离正弦波,这一现象称为波形畸变。波形畸变这一现象早在上世纪20年代就己有报道,不过,却在近30几年才被世界各国电力系统技术人员所重视,其原因很明显:各种换流器件的大量使用、电力机车行驶的范围与地区越来越广、电弧炉的容量越来越大以及家用电子电器的广泛普及等等,导致了电力系统波形严重畸变。
对理想正弦波的偏离一般用谐波分量的多少来表示。'谐波“这一述语源自声学,它指的是一根弦或一个空气柱以其基波频率的倍数频率振动。对于电信号,谐波的定义则是频率为系统基波频率(即发电机产生的主要频率)整数倍的信号分量。由于谐波频率总是高于基波频率,因此谐波又称为高次谐波。在确定波形时,谐波对基波的相位关系是很重要的。在声学中,一般认为听觉不受相位关系的影响。但对于电信号却不同,谐波的状况和来源各异的同类谐波的相对相位关系都可能使总体效应发生显著的变化[9]。
众所周知 ,任何周期性非正弦波可用一个基频正弦波加上一系列其他正弦波表示,这些正弦波通常有着比基波小的幅值和为基波整数倍的频率,后者即为谐波。利用傅立叶级数可以很方便地将周期性的畸变波形分解成恒定(直流)分量、基波分量和谐波分量。这样的分解,适用于用数学的方法进行定量分析,并有以下优点[10],
(1) 在线性网络中,每一次谐波可以认为是独立的,因而可简化问题
的讨 论 。
(2) 可以与采用现代仪器进行精确的测量协调一致。
(3) 可以方便的计算出偏离正弦波的各谐波量。
(4) 可以对不同负载下的畸变波形进行分析比较。
(5) 方便的提出对各次谐波的限制。
向公用电网注入谐波电流或在公用电网上产生谐波电压的电气设备称为谐波源...
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