什么是电网谐波?
电网谐波,简单来说,是指电流或电压中频率是50Hz整数倍的成分(我国电网频率为50Hz)。在理想情况下,电网中的电压和电流波形应该是平滑的正弦波。但当一些非线性负载接入电网后,比如变频器、UPS、不间断电源、电焊机、LED灯等,就会在电路中产生畸变,从而形成谐波。
谐波主要由非线性负载引起。这些负载不像传统电阻性负载(如白炽灯)平滑地吸收电流,而是以脉冲方式消耗电力,导致电流波形扭曲。常见的非线性负载包括:
家用设备:计算机、电视、LED灯的开关电源。
工业设备:变频驱动器(VFDs,用于控制电机速度)、电弧炉。
新能源设备:太阳能和风能发电系统的逆变器、电动汽车充电器。
其他:不间断电源(UPS)、激光打印机等。
谐波虽然看不见,但其影响不容忽视,尤其是工业领域经常会损毁设备,以下是谐波可能导致的主要问题:
设备过热:谐波会增加变压器、电机和电缆的热量,导致设备过早老化或损坏。例如,变压器可能因过热而缩短寿命。
设备故障:敏感电子设备(如数据中心的服务器)可能因波形扭曲而出现运行错误或硬件损坏、也可能会干扰通信设备、电脑等精密电子设备,导致控制系统误动作,甚至数据丢失。
功率损失:谐波增加电力传输中的损耗,降低系统效率,可能导致更高的电费。
中性线过载:在三相系统中,某些谐波(如三次谐波及其倍数,称为三倍谐波)会在中性线中叠加,可能导致过载甚至火灾风险。
其他问题:谐波可能引发灯光闪烁、控制系统误动作,甚至干扰通信系统。
常见的治理方法:
有源滤波器(APF):
主动注入反向谐波,快速补偿多种谐波频率,效果好,但价格较高。无源滤波器(LC滤波器):
采用电感和电容组成的谐振回路,针对特定频率进行滤除,适用于固定负载场合,像杭州干扰净电子科技有限公司的EMI电源滤波器,可以很好的一直电网高次谐波的干扰,尤其是像变频器开关电源引起的干扰。变频器内置滤波:
选择带整流滤波模块的高品质变频器,能在源头减少谐波注入。并联电抗器:
与电容器并联使用,防止谐波放大效应。