偶次谐波是什么原因产生的？ 三相电源中为什么没偶次谐波？
www.zhiqu.org 时间： 2024-06-15
三相三线制的三相对称（电源对称，负载对称）系统中，不含偶次谐波及三的整数倍的谐波。对于不对称系统，完全可能出现偶次谐波，甚至是直流分量。
谐波来源
一是发电源质量不高产生谐波
发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。
二是输配电系统产生谐波
输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，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、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。
三是用电设备产生的谐波
晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。
变频装置。变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波也越来越多。
电弧炉、电石炉。由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而注入电网。其中主要是2次、7次谐波，平均可达基波的8% 、20%，最大可达45%。
气体放电类电光源。荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。分析与测量这类电光源的伏安特性，可知其非线性十分严重，有的还含有负的伏安特性，它们会给电网造成奇次谐波电流。
家用电器。电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等，因具有调压整流装置，会产生较深的奇次谐波。在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中，因不平衡电流的变化也能使波形改变。这些家用电器虽然功率较小，但数量巨大，也是谐波的主要来源之一。
电力系统中谐波的来源
电力系统中的谐波来自电气设备，也就是说来自发电设备和用电设备。由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。目前我国应用的发电机有两大类：隐极机和凸极机。隐极机多用于汽轮发电机，凸极机多用于水轮发电机。
对于谐波分量而言，隐极机优于凸极机，但随着科技进步，可控硅、IGBT等电子励磁装置的投入，使发电机的谐波分量有所上升。当发电机的端电压高于额定电压的10%以上时，由于电机的磁饱和，会使电压的三次谐波明显增加。同样在变压器的电源侧电压超过额定电压10%以上时，也会使二次侧电压的三次谐波明显增加。由于电网电压偏移在±7%以下，所以发电、变电设备产生的谐波分量都比较小，比国家的考核标准低的多，因此发电、变电设备不是影响电网电压波形方面质量的主要矛盾。
为此，影响电网电压波形质量的主要矛盾是非线性用电设备，也就是说非线性用电设备是主要的谐波源，非线性用电设备主要有以下四大类：
· 电弧加热设备：如电弧炉、电焊机等。
· 交流整流的直流用电设备：如电力机车、电解、电镀等。
· 交流整流再逆变用电设备：如变频调速、变频空调等。
· 开关电源设备：如中频炉、彩色电视机、电脑、电子整流器等。
这些用电设备都是非线性用电设备，但它们产生的谐波各不相同，具体举例分析如下：
电弧加热设备是由于电弧在70伏以上才会起弧，才会有弧电流，并且灭弧电压略低于起弧电压，造成弧电流与弧电压的非线性。
此外，弧电流的波形还有一定的非对称性。正是由于弧电流是非正弦波，造成电弧加热设备对电网的谐波污染比较大，而且多为18次以下的低次谐波污染。其实电焊机在上世纪四、五十年代已广泛应用，由于电弧加热设备量少，电焊机应用的同时率就更小了，对整个电网的影响比较小，但发现当在烧电焊时，局部低压电网的电压和电流变化很大，有较大的谐波影响。
交流整流直流用电设备的谐波产生的原因是由于整流设备有一个阀电压，在小于阀电压时，电流为零。这类用电设备为了提供平稳的直流电源，在整流设备中加入了储能元件（滤波电容和滤波电感），从而使阀电压提高，加激了谐波的产生量。为了控制直流用电设备的电压和电流，在整流设备中应用了可控硅，这使得该类设备的谐波污染更严重，而且谐波的次数比较低。
交流整流再逆变用电设备，在交流变直流过程中产生的谐波与上述的交流整流直流用电设备一样，它在直流逆变成交流时又有逆变波形反射到交流电流，这类设备产生的谐波分量不仅有低次谐波，也有高次谐波。
虽然这类设备单台容量比上述两类设备容量要小，但它的分布面广，数量多，是推广使用的技术手段，因此它的谐波污染应引起足够关注。
开关电源设备应用很广，它的工作原理是先把交流整流成直流，通过开关管控制变压器初级电流的开通和关闭，从而在变压器二次侧感应出电流，供给用电设备。此外，开关电源的频率比较高一般在40kHz左右，不仅在整流时产生谐波，而且在开关管开闭时，反射40kHz左右的波至电源。这类用电设备同样是单台容量不大，但它是应用面最广、量最大的非线性用电设备，它还有一定量的三次谐波，造成配变的中心线电流居高不下，而且三次谐波还会通过配变污染到10kV电网。
什么叫偶次谐波~
#扶香和# 为什么我构建的三相整流电路出现偶次谐波?
(15927096917)： 整流电路输出是直流,怎么能含谐波呢,通常对直流的评价指标是交流纹波系数,而且,整流电路通常有滤波电容,交流分量大部分被滤掉了
#扶香和# 谐波的产生 -
(15927096917)： 在理想的干净供电系统中,电流和电压都是正弦波的.在只含线性元件(如:电阻)的简单电路里,流过的电流与施加的电压成正比,流过的电流是正弦波.用傅立叶分析原理,能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数.在电力系统中...
#扶香和# 什么是谐波, -
(15927096917)： 在电力系统中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,即电路中有谐波产生.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...
#扶香和# 谐波电流是怎样产生的? -
(15927096917)： 正弦波电压施加到非线性负载,产生非正弦波电 流,非正弦波电流在电网阻抗上产生压降,使得 电网电压波形也形成非正弦波形,对非正弦波进 行傅立叶级数分解,其中频率与工频相同的分量 称为基...
#扶香和# 变压器中为什么会产生谐波,怎么样消除? -
(15927096917)： 产生谐波的原因很多,有负载的非阻性,如感性负载或容性负载都会使变压器输出谐波增加,一般都进行功率因数校正,如在变压器输出端并小容量电容等. 当变压器带载过大,饱和时...
#扶香和# 何为“谐波信号”? -
(15927096917)： 什么是谐波?供电系统的谐波是怎么定义的? ＂谐波＂一词起源于声学.有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础.傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用.电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就...
#扶香和# 方波信号周期改为125微秒出现偶次谐波原因 -
(15927096917)： 非正弦周期信号的主体由它的直流分量和一次,两次...六次谐波之和共同决定
#扶香和# 电力系统出现谐波的原因及其防治 -
(15927096917)： 原因:所谓谐波是指一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍,通常也称之为高次谐波. 谐波主要由谐波电流源产生:当正弦基波电压施加于非线性设备时,设备吸收的电流与施加的电压波形不同,电流因而发生了畸变,由于...
#扶香和# 变频器谐波是怎么产生的?
(15927096917)： 变频器在整流、逆变过程中,输入输出部分会产生大量的高次谐波,变频器谐波对供电系统、负载及其他邻近电气设备产生干扰.实际上不限于变频器,晶闸管供电的直流...
#扶香和# 为什么空载变压器带线路合闸引起高频谐振 -
(15927096917)： 空载变压器投入系统时,由于变压器励磁特性的非线性,可能产生很大的励磁涌流,在电流波形中出现3次及以上的奇次谐波.由于饱和,变压器电感也会在饱和与不饱和之间作周期性的变化,电感变化的频率是电源频率的偶数倍,将在电流波...
谐波来源
一是发电源质量不高产生谐波
发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。
二是输配电系统产生谐波
输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，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、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。
三是用电设备产生的谐波
晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。
变频装置。变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波也越来越多。
电弧炉、电石炉。由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而注入电网。其中主要是2次、7次谐波，平均可达基波的8% 、20%，最大可达45%。
气体放电类电光源。荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。分析与测量这类电光源的伏安特性，可知其非线性十分严重，有的还含有负的伏安特性，它们会给电网造成奇次谐波电流。
家用电器。电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等，因具有调压整流装置，会产生较深的奇次谐波。在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中，因不平衡电流的变化也能使波形改变。这些家用电器虽然功率较小，但数量巨大，也是谐波的主要来源之一。
电力系统中谐波的来源
电力系统中的谐波来自电气设备，也就是说来自发电设备和用电设备。由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。目前我国应用的发电机有两大类：隐极机和凸极机。隐极机多用于汽轮发电机，凸极机多用于水轮发电机。
对于谐波分量而言，隐极机优于凸极机，但随着科技进步，可控硅、IGBT等电子励磁装置的投入，使发电机的谐波分量有所上升。当发电机的端电压高于额定电压的10%以上时，由于电机的磁饱和，会使电压的三次谐波明显增加。同样在变压器的电源侧电压超过额定电压10%以上时，也会使二次侧电压的三次谐波明显增加。由于电网电压偏移在±7%以下，所以发电、变电设备产生的谐波分量都比较小，比国家的考核标准低的多，因此发电、变电设备不是影响电网电压波形方面质量的主要矛盾。
为此，影响电网电压波形质量的主要矛盾是非线性用电设备，也就是说非线性用电设备是主要的谐波源，非线性用电设备主要有以下四大类：
· 电弧加热设备：如电弧炉、电焊机等。
· 交流整流的直流用电设备：如电力机车、电解、电镀等。
· 交流整流再逆变用电设备：如变频调速、变频空调等。
· 开关电源设备：如中频炉、彩色电视机、电脑、电子整流器等。
这些用电设备都是非线性用电设备，但它们产生的谐波各不相同，具体举例分析如下：
电弧加热设备是由于电弧在70伏以上才会起弧，才会有弧电流，并且灭弧电压略低于起弧电压，造成弧电流与弧电压的非线性。
此外，弧电流的波形还有一定的非对称性。正是由于弧电流是非正弦波，造成电弧加热设备对电网的谐波污染比较大，而且多为18次以下的低次谐波污染。其实电焊机在上世纪四、五十年代已广泛应用，由于电弧加热设备量少，电焊机应用的同时率就更小了，对整个电网的影响比较小，但发现当在烧电焊时，局部低压电网的电压和电流变化很大，有较大的谐波影响。
交流整流直流用电设备的谐波产生的原因是由于整流设备有一个阀电压，在小于阀电压时，电流为零。这类用电设备为了提供平稳的直流电源，在整流设备中加入了储能元件（滤波电容和滤波电感），从而使阀电压提高，加激了谐波的产生量。为了控制直流用电设备的电压和电流，在整流设备中应用了可控硅，这使得该类设备的谐波污染更严重，而且谐波的次数比较低。
交流整流再逆变用电设备，在交流变直流过程中产生的谐波与上述的交流整流直流用电设备一样，它在直流逆变成交流时又有逆变波形反射到交流电流，这类设备产生的谐波分量不仅有低次谐波，也有高次谐波。
虽然这类设备单台容量比上述两类设备容量要小，但它的分布面广，数量多，是推广使用的技术手段，因此它的谐波污染应引起足够关注。
开关电源设备应用很广，它的工作原理是先把交流整流成直流，通过开关管控制变压器初级电流的开通和关闭，从而在变压器二次侧感应出电流，供给用电设备。此外，开关电源的频率比较高一般在40kHz左右，不仅在整流时产生谐波，而且在开关管开闭时，反射40kHz左右的波至电源。这类用电设备同样是单台容量不大，但它是应用面最广、量最大的非线性用电设备，它还有一定量的三次谐波，造成配变的中心线电流居高不下，而且三次谐波还会通过配变污染到10kV电网。
什么叫偶次谐波~
偶次谐波就频率为基波频率偶数倍的谐波分量。如50HZ的信号，100HZ为其2次谐波分量，200HZ为其4次谐波分量。
由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在，对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7、11、13、17、19等，变频器主要产生5、7次谐波。
在电力系统中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，即电路中有谐波产生，谐波可以区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为l00Hz，3次谐波则是150Hz。
扩展资料：
注意事项：
1、电表的负荷，可通过选配不同变比的电感线圈以达到使用要求。如规格为3x1(2)A的电表配电感线圈使用，选电感线圈变比为1：50，则每相可承载的最大额定电流为100A。
2、发电机发出的电源都是三相的，三相电源的每一相与其中性点都可以构成一个单相回路为用户提供电力能源。注意在这里交流回路中不能称做正极或负极，应该叫线端(民用电中称火线)和中性线(民用电中称零线)。
3、按照规定380伏的民用电源的中性线是不应该在进户端接地的(在变压器端接地，这个接地是考虑到不能因悬浮电位造成高于电源电压的电位，用户端的接地与变压器端的接地在大地中是存在一定的电阻的，供电方式是一根火线和一根零线构成回路，在单相三芯的电源插孔中还接有一根接地线。这是考虑到漏电保护器功能的实现。
参考资料来源：百度百科-偶次谐波
参考资料来源：百度百科-三相电源
#扶香和# 为什么我构建的三相整流电路出现偶次谐波?
(15927096917)： 整流电路输出是直流,怎么能含谐波呢,通常对直流的评价指标是交流纹波系数,而且,整流电路通常有滤波电容,交流分量大部分被滤掉了
#扶香和# 谐波的产生 -
(15927096917)： 在理想的干净供电系统中,电流和电压都是正弦波的.在只含线性元件(如:电阻)的简单电路里,流过的电流与施加的电压成正比,流过的电流是正弦波.用傅立叶分析原理,能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数.在电力系统中...
#扶香和# 什么是谐波, -
(15927096917)： 在电力系统中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,即电路中有谐波产生.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...
#扶香和# 谐波电流是怎样产生的? -
(15927096917)： 正弦波电压施加到非线性负载,产生非正弦波电 流,非正弦波电流在电网阻抗上产生压降,使得 电网电压波形也形成非正弦波形,对非正弦波进 行傅立叶级数分解,其中频率与工频相同的分量 称为基...
#扶香和# 变压器中为什么会产生谐波,怎么样消除? -
(15927096917)： 产生谐波的原因很多,有负载的非阻性,如感性负载或容性负载都会使变压器输出谐波增加,一般都进行功率因数校正,如在变压器输出端并小容量电容等. 当变压器带载过大,饱和时...
#扶香和# 何为“谐波信号”? -
(15927096917)： 什么是谐波?供电系统的谐波是怎么定义的? ＂谐波＂一词起源于声学.有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础.傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用.电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就...
#扶香和# 方波信号周期改为125微秒出现偶次谐波原因 -
(15927096917)： 非正弦周期信号的主体由它的直流分量和一次,两次...六次谐波之和共同决定
#扶香和# 电力系统出现谐波的原因及其防治 -
(15927096917)： 原因:所谓谐波是指一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍,通常也称之为高次谐波. 谐波主要由谐波电流源产生:当正弦基波电压施加于非线性设备时,设备吸收的电流与施加的电压波形不同,电流因而发生了畸变,由于...
#扶香和# 变频器谐波是怎么产生的?
(15927096917)： 变频器在整流、逆变过程中,输入输出部分会产生大量的高次谐波,变频器谐波对供电系统、负载及其他邻近电气设备产生干扰.实际上不限于变频器,晶闸管供电的直流...
#扶香和# 为什么空载变压器带线路合闸引起高频谐振 -
(15927096917)： 空载变压器投入系统时,由于变压器励磁特性的非线性,可能产生很大的励磁涌流,在电流波形中出现3次及以上的奇次谐波.由于饱和,变压器电感也会在饱和与不饱和之间作周期性的变化,电感变化的频率是电源频率的偶数倍,将在电流波...
