什麼是電網諧波？諧波畸變的危害有哪些？

諧波含義

供電系統電網交流電壓波形應為正弦波，電路中流過的電流也是正弦波。但是有些用電設備。例如硅整流設備、電鍍、電焊、電弧爐、軋鋼機，電動機車，以及氣體發光燈，其負荷電流都是非正弦波。理論和實踐都能證明：任何周期性的非正弦波都可以分解成一個直流分量和若干不同頻率的周期性正弦分量之和。在這些不同頻率的正弦分量中，有一個正弦分量的頻率與電力系統電源頻率相同，稱為基波；其餘各正弦分量的頻率都為基波頻率的正數倍，統稱為高次諧波，並按其頻率為基波倍數分別叫做二次、三次、四次......諧波。三次、五次等倍數為奇數的稱為奇次諧波；二次、四次等倍數為偶數的稱為偶次諧波。

實際上，在將周期性非正弦電流分解為各個分量時，並不一定會含有所有分量，有時只含有其中幾個分量，究竟含有哪幾個分量，與非正弦波的形狀有關。例如，與橫軸對稱的非正弦波不含直流分量和偶次諧波。

由上述分析可知，用電設備的非正弦電流是公用電網的諧波源。由於諧波源向電網注入諧波電流，在電路阻抗上產生諧波電壓降，與正弦波電壓疊加，就會造成電網電壓波形畸變，而影響供電電能質量。

電壓畸變造成的危害

電網電壓波形畸變對供用電會造成嚴重影響，例如

• 影響電力電容器正常運行

並聯電容器的容抗與頻率成反比，高次諧波的頻率比基波大好幾倍，因此並聯電容器受諧波作用時，容抗大大下降，這就使電容對諧波電壓特別敏感。在高次諧波電壓作用下電容器出現嚴重過電流，引起溫升過高，有時甚至出現電流放大和並聯電流諧振，燒壞設備。

• 影響其他電氣設備的正常運行

高次諧波對電機也有影響，會引起旋轉電機過熱，影響發電機出力，有時還會引起電機、變壓器等設備產生雜聲。

• 對電子儀器和繼電保護的正確工作造成影響

高次諧波對電子儀器和晶體管繼電保護的工作特性造成影響，使誤差增加，性能變壞，可能造成誤判斷、誤動作。特別是對樞紐變電站的繼電保護或鐵路信號系統造成影響，一旦出現誤動作會造成嚴重後果。

• 對電力線路和通信線路的影響

高次諧波電流流經輸配電線路時，可能引起串聯諧振，引起線路過電壓。如果輸配電線路與通信弱電線路并行，距離較近，則輸配電線路中流過高次諧波電流時可能對通信線路造成干擾，引起信號失真。

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