谐波是由周期性非正弦交流电信号中频率为基波频率整数倍的电流分量所组成。产生谐波的原因主要包括:
非线性负载:
当正弦电压施加于非线性负载(如UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等)时,基波电流会发生畸变,产生谐波。
电力电子器件:
现代电力系统中广泛使用的电力电子器件,如直流调压、变频调速、发电机励磁等,在开关操作时会产生高频脉冲信号,这也是谐波产生的一个重要原因。
自然谐振现象:
非线性电容、电感或负载可能会在特定的电压或电流负载下产生自然谐振,导致谐波电流。
输配电设备:
如变压器,其设计需要考虑经济性,铁心的磁化曲线处于非线性的饱和状态,使得工作时的磁化电流为尖顶型的波形,从而产生谐波。
电源端:
发电机的定子、转子间气隙中磁感应强度的分布不均,以及电力线路上的许多用电设备也能产生谐波电流。
系统内部影响:
如发电机内部的定子、转子间的气隙分布不均,以及变压器励磁电流中含有的奇次谐波成分。
谐波会对电网造成污染,影响电能质量,并可能损坏敏感设备。因此,对谐波的产生和控制是电力系统研究和管理的重要方面