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間諧波是怎么產(chǎn)生的,有什么危害?

h1654155282.3538 ? 來源:計量客 ? 作者:計量客 ? 2021-03-21 16:36 ? 次閱讀

一、間諧波概念

交流非正弦信號可以分解為不同頻率的正弦分量的線性組合。當正弦波分量的頻率與原交流信號的頻率相同時,稱為基波(fundamentalwave);當正弦波分量的頻率是原交流信號的頻率的整數(shù)倍時,稱為諧波(harmonics);當正弦波分量的頻率是原交流信號的頻率的非整數(shù)倍時,稱為分數(shù)諧波,也稱分數(shù)次諧波或間諧波(inter-harmonics)。

二、間諧波產(chǎn)生

1、人為產(chǎn)生

電力線載波(PowerLineCarrier-PLC

電力線載波通信是利用電力線作為信息傳輸媒介進行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式,電能質(zhì)量分析時,電力線載波一般被歸納為間諧波。

SPWM

變頻器輸出的SPWM波形的諧波集中在載波頻率整數(shù)倍頻率附近,假設(shè)載波頻率為fc,基波頻率為fs,那么,諧波可以表示為mfc±nfs。fc/fs稱為載波比,當載波比不是整數(shù)時,mfc±nfs不能被fs整除,輸出包含間諧波。

異步電機定子疊頻法熱試驗

異步電機定子疊頻法熱試驗時,輸出電壓為主電源與副電源的疊加。例如:主電源是頻率為50Hz的正弦波,副電源是頻率為40Hz的正弦波,副電源幅值為主電源幅值的25%。此時,副電源屬于間諧波。

2、非人為產(chǎn)生

在電網(wǎng)中,波動負載、電弧類負載(電弧爐、電弧焊機、具有磁力鎮(zhèn)流器放電類型的照明等)、靜止變頻裝置(交—直—交和交—交變頻器等)、感應(yīng)電動機、整周波控制的晶閘管裝置等均可能產(chǎn)生間諧波。間諧波在電網(wǎng)中廣泛存在。隨著分布式電源的接入,智能電網(wǎng)的發(fā)展,間諧波的含量有增大趨勢。

三、危害

間諧波的影響尚在探討中,其最主要的影響有:引起電壓波動和閃變、無源濾波器的過載(間諧波的諧振放大所致)、干擾電力線上控制、保護和通訊信號,引起機電系統(tǒng)低頻振蕩、影響以電壓過零點為同步信號的控制設(shè)備以及某些家用電器正常工作等等。因此電網(wǎng)的間諧波電壓必須控制在一定水平以下。

四、分析

通常的諧波測量儀器使用傅立葉變換的方法進行諧波分析,而傅立葉變換的前提是假定所有的周期波形都是相同的,從這個角度講,傅立葉變換只適用于整數(shù)次諧波的分析。對于包含間諧波的信號,每個相鄰周期(基波周期)的信號可能不同,也就是說,信號是變化的,當變化滿足一定的規(guī)律時,比如說,每N個基波周期變化重復一次。我們可以將N個基波周期視為一個周期,這樣,信號就是周期信號了。對該周期信號取N個基波周期進行傅里葉變換,可以得到下述表達式:

ω1為基波角頻率,ω1=2πf1,f1為基波頻率,T1=1/f1為基波周期。Tw為傅里葉時間窗的寬度(持續(xù)時間),Tw=NT1。c0為直流分量。cm為頻率fm=mf1/N的正弦分量的幅值。當m/N為整數(shù)時,該正弦分量為稱為諧波,當當m/N為非整數(shù)時,該正弦分量稱為分數(shù)次諧波,也就是間諧波。

五、測量

國標GB/T24337-2009《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)間諧波》規(guī)定了公用電網(wǎng)諧波的限值及測量方法。WP4000變頻功率分析儀可以對傅里葉時間窗的基波周期數(shù)進行選擇,當對應(yīng)的N較大時,可以準確測量間諧波。N越大,可分析的間諧波的頻率越低。

圖。 可測量間諧波的WP4000變頻功率分析儀
責任編輯人:CC

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