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谐波及无源滤波与有源滤波

谐波源及类型

如果正弦交流电压加在设备上

，产生的电流却不是正弦交流电流，这样的设备就称为非线性阻抗设备，简称非线性设备
。不是正弦波形的交流电就含有谐波成分，所以非线性设备也称为谐波源。

工业电网中主要的谐波源有三种类型
：三相桥式整流回路在每一相的正负波形上都会产生波形变化
，一个周期里就有六个非正弦的波形

，所以称为六脉波设备
。六脉波设备的谐波很有规律，会产生六的倍数加减1次数的谐波
，即5



、7、11


、13、17

、19……次谐波
，而且随着谐波次数升高谐波幅值会逐渐降低，所以通常只需要处理5
、7
、11

、13次谐波。

这类设备包括有三相桥式整流器的所有设备
、比如直流驱动器、变频器


、软启动器

，UPS电源等等，是目前工业用电设备中最常见的一类谐波源。

类似工业电弧炉这样的设备工作时




，电流波形变化很频繁

，会分解出次数和幅值不断变化的谐波
。

非线性的单相设备，比如带有单相整流环节的电子仪器等等


，因为三相不对称原因会在零线上形成3次零序谐波
。

1 谐波对电力系统和各种电气设备的危害

谐波容易使电网与补偿电容器之间发生并联谐振或串联谐振，使谐波电流放大几倍甚至几十倍

，造成过电流，引起电容器、与电容器相连的电抗器和电阻器的损坏
，甚至引起严重事故


。

谐波会导致继电保护和自动装置的误动作




、熔丝非正常熔断，同时也会导致电气测量仪表计量不准确。

谐波会造成变压器




、电动机等机械振动

，噪声
、温升显著增加，绝缘寿命缩短
。

谐波会引起设备和线路额外发热
，增加损耗、加速绝缘老化

、降低使用寿命。

谐波能延缓电弧熄灭，造成事故扩大
。

谐波导致三相四线系统中的中线电流显著增加，引发系统故障甚至事故

。

谐波通过电磁感应和传导耦合等方式会对邻近的通信系统产生干扰



，轻者引进噪声

，降低通信质量;重者导致信息丢失
，使通信系统无法正常工作

。

谐波会引起生产设备运行不稳定
，造成产品不合格率上升
，降低企业效益。

谐波影响各种电气设备的正常工作。据统计，由于谐波而破坏的电气设备中
，并联电容器约占70%，其中串联电抗器约占30%
。

谐波电流使电力系统中的元件产生了附加的谐波损耗

，降低了发电
、输电

、用电的使用效率
。