影響諧波電壓的因素

安科瑞 陳聰

概述

我們知道諧波電流本身并不會對電氣電子設備產生影響，諧波電壓是導致用電設備誤動作、測量儀器精度降低和電動機抖動和過熱等現象的主要原因。負載從電網中吸取諧波電流導致了原本純凈的電網電壓中包含了諧波電壓，那么除了諧波電流以外還有什么因素影響著諧波電壓呢，今天我們一起來討論。

配電網絡影響諧波電壓的因素

配電網絡中除了負載自身的阻抗，配電線路和變壓器同樣存在著阻抗。當諧波電流流經這些阻抗時就在線路兩端產生了諧波電壓。

我們通過構建一個簡易的配電線路模型來尋找其影響諧波電壓的因素。由于線路和變壓器的分布電容過小，我們忽略不計。

根據配電網絡模型得出其阻抗的代數表達式：

通過分析我們可以得出：

1.當變壓器容量越小時，內阻越大，那么同樣的諧波電流產生的諧波電壓也會更大；當負載距離變壓器越遠，線路的阻抗也就越大，同樣的諧波電流產生的諧波電壓也就越大。

2. 配電線路對于不同頻率的諧波具有不同的阻抗值，諧波的次數越高阻抗值越大。因此當線路中有諧波電流流過時，頻率越高的諧波電流呈現出更高的阻抗。

小知識

根據電阻定律，當溫度不變時，導體的電阻與導體的長度L成正比，與導體的截面積S成反比。 變壓器的容量越大，那么它的繞組線圈就要做的越粗，那么導體的截面積也就越大。因此變壓器容量越大，內阻越小。

應急供電系統影響諧波電壓的因素

需要24小時供電的場所，如醫院，機場等行業，為了確保通訊等系統不間斷運行，需要應急供電系統。但往往由應急電源供電時，這些系統都會出現工作異常的情況。因為一般柴油發電機和UPS電源是這些應急供電系統的供電電源，這些電源的內阻很大，當諧波電流從中流過時，會產生比電網電壓供電時更大的諧波電壓。因此應用應急供電系統的場所，對諧波的治理顯得更加重要。

在線路中諧波電流不變的前提下，變壓器容量越小、負載與變壓器的距離越長均會使線路中的諧波電流產生更高的諧波電壓，同樣應急配電系統的使用也會增加電壓畸變率。這些過高的諧波電壓雖然都是因為線路或設備自身阻抗過大導致的，但歸根結底還是因為諧波電流從中流過產生的。因此解決諧波電流的產生，才能解決諧波導致的各種問題。

目前安科瑞電能質量團隊同樣也從治理諧波電流入手，致力于解決電網波形的畸變率，為用戶設備提供純凈的交流電服務。

有源濾波器產品介紹

模塊式有源濾波器

ANAPF有源濾波器治理裝置通過外接電流互感器，實時監測負載電流，并通過內部集成芯片計算，提取出 負載電流的諧波成分，然后通過調制波形發送給驅動器件，通過驅動器件產生一個和負載電流大小相等、方向相反的電流注入到電網中補償諧波電流，實現濾波功能。

ANAPF有源濾波器技術參數

ANAPF有源濾波器治理上圖方案舉例

ANSVC+ANAPF組合方案

ANSVG+ANAPF組合方案