1什么是諧波？

1、諧波(harmonic wave)，從嚴(yán)格的意義來講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對(duì)周期性的非正弦電量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。從廣義上講，由于交流電網(wǎng)有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波。

對(duì)于我國使用50HZ電源來說，基波為50HZ，3次諧波為150HZ，5次諧波為250HZ。

2、理想狀態(tài)下的電能：電壓電流同相位、三相電流平衡、波形呈標(biāo)準(zhǔn)正弦波、電壓穩(wěn)定。

3、理想狀態(tài)電能波形和疊加了諧波的波形對(duì)比，可以看出，諧波疊加后，波形已經(jīng)偏離正常基波波形，電流電壓峰值也已經(jīng)改變，諧波的干擾是當(dāng)前電力系統(tǒng)中影響電能質(zhì)量的一大“公害”，急需治理。

2諧波源有哪些？

1、諧波源：諧波是不好，但是諧波在哪里，由誰造成的呢?一般情況下諧波電流是由負(fù)載產(chǎn)生的，會(huì)產(chǎn)生諧波的設(shè)備稱為諧波源。

2、離我們生活最近的，常見諧波源如LED燈，變頻空調(diào)、冰箱、彩電等都會(huì)產(chǎn)生諧波，家用電器大部分產(chǎn)生3次諧波。

3、工業(yè)場(chǎng)合：煉鋼廠的電弧爐(奇偶)和軋鋼機(jī)、電力機(jī)車(電氣化鐵路)、港口等大型機(jī)械提升設(shè)備采用的變頻設(shè)備、中頻爐、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、UPS、開關(guān)電源、整流器、逆變器等工作時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重諧波污染。交直流交變變頻器、交交變頻器諧波含量25%等5/7/11/13次等25次以下含量較高。 有這些設(shè)備必須進(jìn)行相應(yīng)的諧波治理，否則會(huì)對(duì)其他設(shè)備用電，慎重周圍居民用電產(chǎn)生影響。

3諧波的危害

1、大部分配電系統(tǒng)，包括變壓器、開關(guān)柜、繼電保護(hù)器、無功補(bǔ)償柜等，都是按照線性負(fù)荷設(shè)計(jì)的。當(dāng)實(shí)際負(fù)荷為非線性負(fù)荷時(shí)(受諧波影響)，對(duì)配電系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害，輕則導(dǎo)致系統(tǒng)過熱、不穩(wěn)定，重則損壞配電設(shè)備。

2、加速電容器老化、影響電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行，繼電保護(hù)裝置受到干擾拒動(dòng)或誤動(dòng)，容易引起局部諧振。

3、影響通訊系統(tǒng)正常工作、增加變壓器損耗和電網(wǎng)線損過載過熱絕緣損壞、影響用電設(shè)備無法正常運(yùn)行、精密設(shè)備精細(xì)加工無法生產(chǎn)，降低產(chǎn)品合格率。

4、電力系統(tǒng)中諧波電流一直都是影響電能質(zhì)量的主要因素之一，國家法律法規(guī)也有相應(yīng)對(duì)電能質(zhì)量要求：國家《電力法》在電能質(zhì)量治理上遵循“誰污染、誰治理”的原則。并且對(duì)由于負(fù)荷諧波污染過大，嚴(yán)重影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的負(fù)荷使用場(chǎng)合，要求其加裝治理諧波設(shè)備;并對(duì)不聽勸告的采取法律措施。

因此在一些項(xiàng)目中要求根據(jù)用電負(fù)荷性質(zhì)加裝治理諧波的設(shè)備越來越平常;越來越多的新建項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)時(shí)已將諧波治理裝置作為必要設(shè)備加入配電系統(tǒng)中。

4諧波治理

1、諧波危害這么大，現(xiàn)如今治理諧波的方案有哪些呢？

發(fā)展至今，諧波治理方案分為2種形式:

A、一種是無源形式：無源濾波器，又稱LC濾波器，是利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計(jì)構(gòu)成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián)，可對(duì)主要次諧波(3、5、7)構(gòu)成低阻抗旁路.

優(yōu)點(diǎn)：無源濾波器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠性較高、運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，至今仍是被廣泛應(yīng)用諧波治理方法。缺點(diǎn)：只適用對(duì)諧波含量單次諧波較高，單獨(dú)治理，各次諧波對(duì)應(yīng)的電容電抗組合是不同的，單獨(dú)設(shè)計(jì)回路，因此適用對(duì)個(gè)別諧波較高場(chǎng)合，大型重工業(yè)場(chǎng)合，針對(duì)諧波含量特別高的單次諧波治理，改善電能質(zhì)量。

B、一種是有源形式：最常見的就是有源電力濾波器(APF：Active power filter)是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置。

優(yōu)點(diǎn)：它能夠?qū)Σ煌笮『皖l率的諧波進(jìn)行快速跟蹤補(bǔ)償，APF可以通過采樣負(fù)載電流并進(jìn)行各次諧波和無功的分離，控制并主動(dòng)輸出電流的大小、頻率和相位，并且快速響應(yīng)，抵消負(fù)載中相應(yīng)電流，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無功和不平衡。APF是對(duì)電能質(zhì)量要求較高場(chǎng)合的不二選擇。

缺點(diǎn)：內(nèi)部采用進(jìn)口高精密部件，運(yùn)算分析諧波，價(jià)格高。

原理圖：

正爾科技有源濾波產(chǎn)品，有源濾波器采用模塊化機(jī)架式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可隨意并組，維護(hù)方便，能濾除2～50次諧波，濾波效率97%以上，控制器實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化， DSP高速檢測(cè)和運(yùn)算，確保諧波檢測(cè)和補(bǔ)償控制精準(zhǔn)有效，等效開關(guān)頻率40kHz，交錯(cuò)并聯(lián)后等效80kHz，電流環(huán)帶寬4kHz，可實(shí)現(xiàn)更快響應(yīng)速度、更高范圍抑制諧波、更強(qiáng)抑制干擾，實(shí)現(xiàn)更高可靠性。

5 諧波治理的解決方案

南京市建鄴區(qū)河西建設(shè)指揮部南湖社區(qū)綜合服務(wù)中心

南湖社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心，坐落于建鄴區(qū)南湖路7號(hào)，2012年4月由建鄴醫(yī)院轉(zhuǎn)型而來，中心占地面積5383m2，業(yè)務(wù)用房7216m2，設(shè)內(nèi)、外、婦、兒科等25個(gè)臨床科室、7個(gè)職能科室、5個(gè)公共衛(wèi)生科室、50張床位的住院部和手術(shù)室;下設(shè)水西門服務(wù)站。

配備16排CT、腹腔鏡、口腔CT、全自動(dòng)生化分析儀、電子胃鏡等設(shè)備;中心現(xiàn)有職工157人，其中醫(yī)生54人、護(hù)士37人，副高及以上職稱21人，中級(jí)職稱23人，研究生學(xué)歷10人，本科及以上學(xué)歷78人。中心年門急診人次32萬，出入院830人次。

中心先后被評(píng)為全國百強(qiáng)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心、江蘇省示范城市社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心、江蘇省社區(qū)中醫(yī)藥先進(jìn)單位、江蘇省中醫(yī)藥特色社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心。擁有4個(gè)南京市特色重點(diǎn)科室(中醫(yī)科、口腔科、糖尿病專科、康復(fù)科)。為市第一醫(yī)院、省人民醫(yī)院、鼓樓醫(yī)院全科醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)基地。中心為江蘇社區(qū)醫(yī)院試點(diǎn)建設(shè)單位。

了解到諧波是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)后該醫(yī)院實(shí)施采用了正爾科技的有源濾波器，使該學(xué)院電能質(zhì)量得到優(yōu)化。

在使用APF之前電流諧波總畸變率達(dá)到45%，電壓諧波總畸變率達(dá)到9%。使用正爾科技APF后電流諧波總畸變率降到了4%以內(nèi)，電壓諧波總畸變率降到了1.5%以內(nèi)。

在節(jié)能降耗，提高功率因數(shù)，節(jié)約電費(fèi)，避免罰款的基礎(chǔ)上，正爾科技有源濾波還具有以下特點(diǎn)：

1、消除電流諧波：濾除系統(tǒng)中2~50次諧波干擾以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命

2、濾除效率高：濾除率高達(dá)97%諧波

3、有源濾波裝置采用模塊化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)精巧、安裝方便