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射频放大器谐波产生的原因 射频放大器不稳定的原因

谐波的产生原因与治理方法

谐波的产生: 在理想的干净供电系统中,电流和电压都是正弦波的。在只含线性元件的简单电路里,流过的电流与施加的电压成正比,流过的电流是正弦波。 在实际的供电系统中,由于有非线性负荷的存在,当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时,就形成非正弦电流。任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。谐波频率是基频的整倍数。

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解决方法有:装用谐波滤波器、装用隔离变压器和装用有源的谐波调节器:

1、装用谐波滤波器:对于电动机产生的谐波,谐波的形状很分明,可以用滤波器来降低谐波电流。

2、装用隔离变压器:均衡的三次谐波电流传回到电源去的问题可以用一台Dyn接法的隔离变压器来削弱。

3、装用有源的谐波调节器:由变流器/逆变器产生的边频带和谐波不能很好地用普通的滤波器来滤除,这是因为边频带上的频率是随传动装置的速度而变化的,并且时常很接近于基波频率。

谐波的产生原因 都哪几次谐波有害 为什么

1.谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。 2.谐波的危害 理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流和谐波电压的出现,对公用电网是一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,也对周围的能耐电力电子设备广泛应用以前,人们对谐波及其危害就进行过一些研究,并有一定认识,但那时谐波污染还没有引起足够的重视。近三四十年来,各种电力电子装置的迅速发展使得公用电网的谐波污染日趋,由谐波引起的各种故障和也不断发生,谐波危害的性才引起人们高度的关注。谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面。 (1)谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率,大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。 (2)谐波影响各种电气设备的正常工作。 谐波对电机的影响除引起附加损耗外,还会产生机械振动、噪声和过电压,使变压器局部过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以至损坏。 (3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,这就使上述(1)和(2)的危害大大增加,甚至引起。 (4)谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,并会使电气测量仪表计量不准确。 (5)谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量;重者导致住处丢失,使通信系统无常工作。

谐波产生的原因和危害怎么消除?

使电网中的元件产生附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率,大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾。

变频器系统的供电电源与其它设备的供电电源相互,或在变频器和其它用电设备的输入侧安装隔离变压器或者将变频器放入铁箱内,铁箱外壳接地。同时变频器输出电源应尽量远离控制电缆敷设,必须靠近敷设时尽量以正交角度跨越,必须平行敷设时尽量缩短平行段长度,输出电缆应穿钢管并将钢管作电气连通并可靠接地。

扩展资料:

谐波注意事项:

谐波治理监测点一般选择在主要发电厂、枢纽变电站及接有大量谐波源负荷或电容器组的220kV及以下电压等级的母线上。谐波监测点应随着电网的发展作及时调整。

对于谐波治理监测点的谐波电压和主要谐波源用户的谐波电流应根据具体情况进行连续或定时监测。为了全面掌握电网的谐波水平和负荷的谐波特性,定期对电网进行谐波普查测试。

参考资料来源:

谐波产生的主要原因是什么?

谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,从而产生谐波。

谐波是指:

电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频率的电生的电量。

谐波产生的原因主要有:

由于正弦电压加压于非线性负载,基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。

1、可控硅控制的调压装置,当可控硅不是全部导通时,造成电路电流不连续,因此引起高次谐波;

2、开关电源输入整流部分,由于大容量电解电容的存在,使整流二极管的导通时间变短,造成输入电流不连续,因此引起高次谐波。

电流波形不是正弦波时,引起谐波。

变频器等等半导体输出控制的机器产生脉状电流变化,就产生谐波。

电网谐波产生的原因,有哪些危害,应该如何进行抑制

原因

在理想的干净供电系统中,电流和电压都是正弦波的。在只含线性元件(如:电阻)的简单电路里,流过的电流与施加的电压成正比,流过的电流是正弦波。

用傅立叶分析原理,能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数。

在电力系统中,谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,即电路中有谐波产生。由于半导体晶闸管的开关作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性,电力系统的某些设备如功率转换器会呈现比较大的背离正弦曲线波形。

谐波电流的产生是与功率转换器的脉冲数相关的。6脉冲设备5、7、11、13、17、19 …。n倍于电网频率。功率变换器的脉冲数越高,次的谐波分量的频率的次数就越高。

其他功率消耗装置,例如荧光灯的电子控制调节器产生大强度的3 次谐波( 150 赫兹)。

在供电网络阻抗( 电阻) 下这样的非正弦曲线电流导致一个非正弦曲线的电压降。在供电网络阻抗下产生谐波电压的振幅等于相应谐波电流和对应于该电流频率的供电网络阻抗Z的乘积。次数越高,谐波分量的振幅越低。

只要哪里有谐波源那里就有谐波产生。也有可能,谐波分量通过供电网络到达用户网络。例如,供电网络中一个用户工厂的运转可能被相邻的另一个用户设备产生的谐波所干扰。

谐波的危害:

降低系统容量如变压器、断路器、电缆等

加速设备老化,缩短设备使用寿命,甚至损坏设备

危害生产安全与稳定

浪费电能等。

理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流和谐波电压的出现,对公用电网是一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,也对周围的其他设备产生干扰。

在电力电子设备广泛应用以前,人们对谐波及其危害就进行过一些研究,并有一定认识,但那时谐波污染还没有引起足够的重视。

近三四十年来,各种电力电子装置的迅速发展使得公用电网的谐波污染日趋,由谐波引起的各种故障和也不断发生,谐波危害的性才引起人们高度的关注。

谐波的危害十分。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生干扰。谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面:

加大企业的电力运行成本

由于谐波不经治理是无法自然消除的,因此大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热,从而加大了电力运行成本,增加了电费的支出。

降低了供电的可靠性

谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖,不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加,而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流能使变压器的铜耗增加,所以变压器在的谐波负荷下将产生局部过热,噪声增大,从而加速绝缘老化,大大缩短了变压器、电动机的使用寿命,降低供电可靠性,极有可能在生产过程中造成断电的后果。

引发供电的发生

电网中含有大量的谐波源(变频或整流设备)以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷,这些电气设备处于经常的变动之中,极易构成串联或并联的谐振条件。当电网参数配合不利时,在一定的频率下,形成谐波振荡,产生过电压或过电流,危及电力系统的安全运行,如不加以治理极易引发输配电的发生。

导致设备无常工作

对旋转的发电机、电动机,由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁芯中产生附加损耗,从而降低发输电及用电设备的效率,更为的是谐波振荡容易使汽轮发电机产生震荡力矩,可能引起机械共振,造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳循环,导致设备无常工作。

引发恶性

继电保护自动装置对于保证电网的安全运行具有十分重要的作用。但是,由于谐波的大量存在,易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动,特别在广泛应用的微机保护、综合自动化装置中表现突出,引起区域(厂内)电网瓦解,造成大面积停电等恶性。

导致线路短路

电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误,达不到正确指示及计量(计量仪表的误主要反映在电能表上)。断路器开断谐波含量较高的电流时,断路器的遮断能力将大大降低,造成电弧重燃,发生短路,甚至断路器爆炸。

降低产品质量

由于谐振波的长期存在,电机等设备运行增大了振动, 使生产误加大,降低产品的加工精度,降低产品质量。

影响通讯系统的正常工作

当输电线路与通讯线路平行或相距较近时,由于两者之间存在静电感应和电磁感应,形成电场耦合和磁场耦合,谐波分量将在通讯系统内产生声频干扰,从而降低信号的传输质量,破坏信号的正常传输,不仅影响通话的清晰度,时将威胁通讯设备及人身安全。

谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量;重者导致住处丢失,使通信系统无常工作。

对电网的危害

(一)对电力电容器的影响

当配电系统非线性用电负荷比重较大,并联电容器组投入时,一方面由于电容器组的谐波阻抗小,注入电容器组的谐波电流大,使电容器过负荷而影响其使用寿命,另一方面当电容器组的谐波容抗与系统等效谐波感抗相等而发生谐振时,引起电容器谐波电流放大使电容器过热而导致损坏。因此,电压谐波和电流谐波超标,都会使电容器的工作电流增大和出现异常,例如,对于常用自愈式并联电容器,其允许过电流倍数是1.3 倍额定电流,当电容器的电流超过这一限制时,将会造成电容器的损坏增加、发热异常、绝缘加速老化而导致使用寿命降低,甚至造成损坏。同时,谐波使工频正弦波形发生畸变,产生锯齿状尖顶波,易在绝缘介质中引发局部放电,长时间的局部放电也会加速绝缘介质的老化、自愈性能下降,而容易导致电容器损坏。

(二)对电力变压器的影响

1.谐波电流使变压器的铜耗增加,引起局部过热,振动,噪声增大,绕组附加发热等。

2.谐波电压引起的附加损耗使变压器的磁滞及涡流损耗增加,当系统运行电压偏高或三相不对称时,励磁电流中的谐波分量增加,绝缘材料承受的电气应力增大,影响绝缘的局部放电和介质增大。对三角形连接的绕组,零序性谐波在绕组内形成换流,使绕组温度升高。

3.变压器励磁电流中含谐波电流,引起合闸涌流中谐波电流过大,这种谐波电流在发生谐振时的条件下对变压器的安全运行将造成威胁。

(三)对电力避雷器的影响

变电站大容量、高电压的变压器由于合闸涌流的过程时间比较长,能够延续数秒或更长的时间,有时还会引起谐振过电压,并使相关避雷器的放电时间过长而受到损坏。这一问题对选择保护高压滤波器中电感或电容元件用的避雷器参数带来较大的困难。

(四)对输电线路的影响

1.谐波污染增加了输电线路的损耗。输电线路中的谐波电流加上集肤效应的影响,将产生附加损耗,使得输电线路损耗增加。特别是在电力系统三相不对称运行时,对中性点直接接地的供电系统线损的增加尤为显著。

2.谐波污染增大了中性线电流,引起中性点漂移。在低压配电网络中,零序电流和零序性的谐波电流(3次,6次、9次……)不仅会引起中性线电流大大增加,造成过负荷发热,使损耗增加,而且产生压降,引起零电位漂移,降低了供电的电能质量。

(五)对电力电缆的影响

谐波污染将会使电缆的介质损耗、输电损耗增大,泄漏电流上升,温升增大及干式电缆的局部放电增加,引发单相接地故障的可能性增加。

由于电力电缆的分布电容对谐波电流有放大作用,在系统负荷低谷时,系统电压上升,谐波电压也相应升高。电缆的额定电压等级越高,谐波引起电缆介质不稳定的危险性越大,更容易发生故障。

(六)对继电保护及自动装置的影响

1.对继电保护及自动装置运行环境的影响

(1)在谐波超标的电弧炉负荷、电气化等谐波含量大的局部电网中会受到影响。

(2)频繁出现变压器涌流且涌流衰减缓慢的变电站受到涌生谐波的干扰。

(3)在系统因短路容量太小而可能出现较大谐波电压影响的场所会受到影响。

(4)在易发生谐波谐振的配电系统、输电系统、变电站网架近会受到影响。

(5)在谐波受到电容器组或其他原因而被放大的网络附近会受到影响。

2.继电保护及自动装置利用的启动量小

利用负序电流或电压、零序电流或电压、动电流或电压启动会受到谐波的影响。其中利用负序量启动的对谐波的敏感性。

3.继电器或启动元件本身对谐波敏感

(1)晶体管或集成电路保护装置的动作量非常小和动作时间非常少,因此它的启动判据容易受到谐波影响而出现较大的误。

(2)利用信号过零取样的控制系统及利用数据过零点的数字式继电器或微机保护,都会受到谐波的影响和干扰。

(七)对继电保护整定的影响

继电保护正常运行中,当电源谐波分量较高时,可能会引起过电压保护、过电流保护的误动作。当三相不对称时,在正序性谐波或负序性谐波含量较高的情况下,可能对以负序滤过器为启动元件的保护装置产生干扰,而引起误动。如某地电气化通车后,曾发生过由于牵引变电所注入系统大量的谐波和负序电流,引起供电系统电能质量指标恶化,多次造成发电机的负序电流保护误动,主变压器的过电流保护装置误动,线路的距离保护振荡闭锁装置误动,高频保护收发讯机误动,母线动保护误动和故障录波器误动的。

微机保护装置的大规模使用,使信号中的谐波干扰既可能引起测量误,又可能对装置关键处理模块的正常工作产生干扰,从而引起保护装置的误动或拒动。如上海宝钢就发生过因电弧炉产生谐波的影响,造成谐波电流对数字型动保护产生干扰,使动保护动作跳闸的。

(八)对电力系统其他运行设备的影响

1.对同步发电机的影响。用户的负序电流和谐波电流注入系统内的同步发电机,将产生附加损耗,引起发电机局部发热,降低绝缘强度。同时,由于输出的电压波形中产生附加谐波分量,使负载的同步发电机转子发生扭振,降低其工作寿命。

2.对断路器的影响。谐波会使某些断路器的磁吹线圈不能正常工作,断路器的遮断能力降低,不能遮断波形畸变率超过一定限值的故障电流,对中压断路器截断电感电流时可能发生谐频涌波电压和重燃现象,导致断路器触头烧损。

3.对消弧线圈的影响。当电网谐波成分较大时,发生单相接地故障,消弧线圈对谐波电流将可能不起作用,在接地点得不到的补偿,从而引发系统的故障扩大。

4.对载波通信的影响。高谐波含量对电力载波通信的干扰主要表现在语音通信过程中产生噪声,数据传输失真,降低EMS、DAS实时数据的真实可靠性,造成集中抄表系统中数据出错等故障。

(九)对电力用户的影响

用电设备对系统电源的污染会影响用电设备自身的可靠性。使用电能质量污染的电源,用电设备又可能成为新的污染源,而危害电力系统和其他用户设备。可能产生的影响包括:对用户电动机产生影响;对用户补偿电容器产生影响;对用户自动控制装置产生影响;对居民生活用电产生影响;对用电安全造成威胁。另外,还包括对电信通信造成影响,对广播、电视及精密制造工业造成干扰和影响,这类干扰和影响有些表现在模干扰和共模干扰,模干扰是工频及长线传输分布电容的相互干扰,共模干扰是引起回路对地电位发生变化的干扰,是造成微机控制单元工作不正常的主要原因。

(十)对用户电动机的运行影响

谐波电流通过交流电动机,使谐波附加损耗明显增加,引起电动机过热,机械振动和噪声增大。当三相电压不对称时,定子绕组上产生负序电流,并励磁产生负序旋转磁场,该制动磁场降低了电机的转矩和过载能力,增加铜损,并且负序过电流可以将电机定子绕组烧毁。负序性的谐波分量(5次、11次等)对电机的影响与负序电压的效果一样。当产生电压波动的主要低频分量与电机机械振动的固有频率一致时,诱发谐振,会使电动机造成损坏。

(十一)对用户补偿电容器的影响

电网无功配置容量中电容器所占比例,其中用户电容器约占全部电容器的2/3。这部分电容器的设计大多只考虑无功补偿量,不考虑装设点电能质量的实际污染情况,因此,运行点电能质量指标低时,常造成一些,如补偿装置投不上、电容器使用寿命降低、电容器保护熔丝熔断,甚至发生串并联谐振,引发电容器的谐波过电压与过电流,导致电容器爆炸等。另外,由于用户电容器的管理按平均功率因数进行考核,电容器很少按电网实际运行情况投切,甚至只投不切,无形中使电网电压失去了应有的调节裕度,使电压偏等电能质量指标难以控制。

(十二)对用户自动控制装置的影响

随着数字控制技术的大规模使用,很多精密负载对受电电能质量指标提出了更高的要求。电能质量污染对这类设备的危害主要有三个方面,即在设备的检测模块中引入畸变量、干扰正常的分析计算、导致错误的输出结果。另外还会对设备的硬件,如精密电机、开关电源等造成不可逆转的损坏。干扰负载的保护回路,造成误动作等。

系统中产生谐波失真的原因是什么

谐波是指频率与基波频率成整数倍的伴生杂散信号。谐波产生的原因是信号传输过程中有非线性变换。

非线性变换包括:信号放大时的饱和或截止失真、二极管单向导通、可控硅作...

注意:频率乘法器产生和频、频,属于线性变换,理论上不产生谐波。

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补充谐波危害部分——

经过非线性变换之后产生的谐波,有时谐波并不是需要的,仅仅是伴生频率,成为了基波信号的噪声,需要滤除,加大了电路的复杂度。

顺便说一句,倍频器电路选定的谐波是的输出信号,所以说这时的危害恰好是原来的基波频率和其他谐波...

谐波的产生原因与治理方法?

谐波的产生原因有很多,例如发电源质量不高产生谐波、输配电系统产生谐波、用电设备产生谐波等等。谐波的产生影响着企业的正常生产运行,加速了设备的老化,危害着生产安全与稳定、浪费着电能。。。所以谐波的治理是很重要的问题。

谐波治理的方法大体分为有源滤波和无源滤波两种,具体的治理方案和所需产品规格也是因项目而异的,遇到这方面的难题还是找个靠谱一点的厂商来咨询解决方案。

什么是谐波怎么产生的

谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量。

谐波产生的原因主要有:正弦电压加压于非线性负载,基波电流发生畸变。

电网谐波主要由以下三个方面引起:

1、电源端。发电机的三相绕组在制作上很难做到对称,由于制作工艺影响,其铁心也很难做到的均匀一致,加上发电机的稳定性等其他一些原因,会产生一些谐波,但一般来说相对较少;

2、输配电设备。电力变压器是输配电过程中主要的谐波来源,由于变压器的设计需要考虑经济性,其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,因而产生谐波。较高的变压器铁心饱和程度使得其工作点偏离了线性曲线,产生了较大的谐波电流,其奇次谐波电流的比例可以达到变压器额定电流的百分之零点五以上;

3、电力系统非线性负载,如:整流晶闸管设备、变频设备、气体放电类电光源、家用电器设备等。

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