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电网中三次谐波的消除
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2009-11-01
王银喜
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电网中三次谐波的消除
厦门ABB低压电器设备有限公司 郑文金
摘要 简要论述了谐波产生的原因，分析了谐波电流产生的原因和危害，提出了消除谐波的方法，也着重介绍了ABB公司的三次谐波滤波器（THF）的功能、特点和应用。
关键词 谐波电流 三次谐波 THF滤波器
1、谐波及谐波电流产生的原因
1.1 谐波的产生
电力系统的谐波是电力系统电压波形产生畸变的表征：谐波的产生来源于电力电子设备、非线性阻抗设备和其它方面的干扰。
其中电子设备谐波源的基本元件大部分采用非线性元件，工作波形为非正弦波，有的产品是比削正弦波执行工作的，如可控硅整流电源；有的产品是将直流源变换成方波工作，如变频器、开关电源等。这些产品与电力系统发生关系时，都能使电力系统的基波产生大量的畸变，而非线性阻抗设备如电焊机、电抗器、感应炉、电孤炉等这些产品在运行时可使电流产生大幅度的浪涌、尖脉冲，造成电力系统的基波产生
畸变，形成电源污染。
1.2 谐波电流的产生
非线性设备中产生的电流波形是断续的或突变的，它不是一个可用线性法则进行计算的函数，一般采用傅里叶级数来描述。例如：三相整流回路，整流后的电流波形为阶梯方波，按傅里叶级数展开后，其中五次和七次谐波比例很高。单相整流回路整流后的电流波形为断续波形，按傅里叶级数展开，其中三次谐波比例很高。
三次谐波电流主要由单相非线性负载产生，由于三次谐波属于零序谐波，在三相电网中，各相的相位差为120度，这正好是三次谐波电流的周期，每相负载内的三次谐波电流在中线性汇集时，其中瞬时值是直接同相相加的（如附图1），故中性线上的三次谐波电流，大于相线上的三次谐波电流，有时中性线电流还要大于基波电流，甚至于轻易地接近相电流的两倍。
厦门ABB低压电器设备有限公司 郑文金
摘要 简要论述了谐波产生的原因，分析了谐波电流产生的原因和危害，提出了消除谐波的方法，也着重介绍了ABB公司的三次谐波滤波器（THF）的功能、特点和应用。
关键词 谐波电流 三次谐波 THF滤波器
1、谐波及谐波电流产生的原因
1.1 谐波的产生
电力系统的谐波是电力系统电压波形产生畸变的表征：谐波的产生来源于电力电子设备、非线性阻抗设备和其它方面的干扰。
其中电子设备谐波源的基本元件大部分采用非线性元件，工作波形为非正弦波，有的产品是比削正弦波执行工作的，如可控硅整流电源；有的产品是将直流源变换成方波工作，如变频器、开关电源等。这些产品与电力系统发生关系时，都能使电力系统的基波产生大量的畸变，而非线性阻抗设备如电焊机、电抗器、感应炉、电孤炉等这些产品在运行时可使电流产生大幅度的浪涌、尖脉冲，造成电力系统的基波产生
畸变，形成电源污染。
1.2 谐波电流的产生
非线性设备中产生的电流波形是断续的或突变的，它不是一个可用线性法则进行计算的函数，一般采用傅里叶级数来描述。例如：三相整流回路，整流后的电流波形为阶梯方波，按傅里叶级数展开后，其中五次和七次谐波比例很高。单相整流回路整流后的电流波形为断续波形，按傅里叶级数展开，其中三次谐波比例很高。
三次谐波电流主要由单相非线性负载产生，由于三次谐波属于零序谐波，在三相电网中，各相的相位差为120度，这正好是三次谐波电流的周期，每相负载内的三次谐波电流在中线性汇集时，其中瞬时值是直接同相相加的（如附图1），故中性线上的三次谐波电流，大于相线上的三次谐波电流，有时中性线电流还要大于基波电流，甚至于轻易地接近相电流的两倍。
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