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斜波

諧波是指對周期性非正弦交流量進行傅立葉級數分解所得到的大於基波頻率整數倍的各次分量,通常稱為高次諧波。基波是指其頻率與工頻(如50Hz)相同的分量。諧波的產生主要是由於電力系統中非線性設備的使用,如UPS、開關電源、整流器、變頻器等,這些設備會使流過的電流和加在其上的電壓不成比例關係,從而產生諧波。

諧波的頻率必然也等於基波的頻率的整數倍,例如,如果基波是50Hz,那麼三次諧波就是150Hz,五次諧波就是250Hz,依此類推。諧波可以分為奇次諧波和偶次諧波,奇次諧波的頻率是基波頻率的奇數倍,而偶次諧波則是偶數倍。

諧波的危害包括降低電能的生產、傳輸和利用效率,導致電氣設備過熱、產生振動和噪聲,加速絕緣老化,縮短設備使用壽命,甚至引發故障或燒毀。諧波還可能引起電力系統的局部並聯或串聯諧振,放大諧波含量,造成電容器等設備損壞。此外,諧波還可能干擾繼電保護和自動裝置的正常運作,引起電能計量混亂,對通信設備和電子設備產生嚴重干擾。

為了減少諧波的影響,可以採取多種治理方法,如安裝串聯電抗器、有源濾波補償、無源濾波補償、增加整流設備的相數、安裝突波吸收保護裝置如避雷器等。有源電子濾波器(APF)是一種有效的濾波方式,它通過產生一個與原有諧波大小相等、方向相反的諧波源來抵消原有諧波。