Question

什么是电网谐波？电网的谐波是怎样产生的？

Answer 1

　　电网谐波是电网中存在的除基波电压、电流以外的高次谐波分量。
　　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。具有非线性特性的电气设备是主要的谐波源，例如带有功率电子器件的变流设备，交流控制器和电弧炉、感应炉、荧光灯、变压器等。
　　谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。
　　谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M.Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率、幅度与相角。谐波可以区分为偶次与奇次谐波。
　　在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。我国工业企业也越来越多的使用产生谐波的电气设备，例如晶闸管电路供电的直流提升机、交-交变频装置、轧钢机直流传动装置、晶闸管串级调速的风机水泵和冶炼电弧炉等。这些设备取用的电流是非正弦形的，其谐波分量使系统正弦电压产生畸变。谐波电流的量取决于谐波源设备本身的特性及其工作状况，而与电网参数无关，故可视为恒流源。 各种晶闸管电路产生的谐波次数与其电路形式有关，称为该电路的特征谐波。
　　除特征谐波外，在三相电压不平衡，触发脉冲不对称或非稳定工作状态下，上述电路还会产生非特征谐波。进行谐波分析和计算最有意义的是特征谐波，如果5，7，11，13次等。如直流侧电流波纹较大，则5次谐波幅值将增大，其余各次谐波幅值将减少。 当电网接有多个谐波源时，由于各谐波源的同次谐波电流分量的相位不同，其和将小于各分量的算术和。 变压器激磁电流中含有3，5，7等各次谐波分量。由于变压器的原副边绕组中总有一组为角形接法，为3次谐波提供了通路，故3次谐波电流不流入电网。但当各相激磁电流不平衡时，可使3次谐波的残余分量(最多可达20%)进入电网。
　　

Answer 2

　电网中存在的除基波电压、电流以外的高次谐波分量即电网谐波，例如， 2 次谐波、 3 次谐波、 5 次谐波等等。电网谐波的产生可归纳为以下两方面原因：( l ）电力系统中存在各种非线性元件。当电网中存在某些设备和负荷具有非线性特性时，所加电压与产生的电流不成线性关系，造成电力系统的正弦波形畸变，出现高次谐波，即产生谐波电流和电压。 目前造成电网谐波的主要因素是大型晶闸管变流设备和大型电弧炉。( 2 ）交流发电机、变压器、电容器等在运行中可能成为电网谐波源。交流发电机内部的定子和转子之间的气隙分布不均匀．造成三相电势中含有一定数量的奇次谐波；变压器的励磁电流中含有奇次谐波成分，构成主要的稳定性谐波源．投切空载变压器和电容器时的合闸涌流形成突发性谐波源。