营销推广VIP会员大升级，等你来入驻！
智造直播智能制造行业专属直播来啦，点击申请
网络课堂打造智造人自己的网络课堂
智造APP智能制造APP，让生意更容易！随着科技的进步，生活中广泛使用高灵敏度的现代化用电设备和装置。高次谐波污染往往导致这些电子系统运行错误乃至损坏。通过谐波保护器能够净化电源，保护用电设备和功率因数补偿设备,防止保护装置误跳闸,从而保证设备正常稳定地运行。
为了适应现代社会信息化的需要,智能建筑中使用了大量的现代化用电设备和装置,如通信系统、计算机、网络控制设备、变频空调、数码办公设备、灯光调控设备、消防系统、监控系统等,恶劣的谐波环境对保证系统和设备的正常运行造成了较大的威胁。
一. 谐波对电力系统的危害有哪些危害？
1.1 设备损耗增加变压器：谐波电流会使变压器的铜损和铁损明显增加。由于谐波电流在变压器绕组中流动，会产生额外的热量，使变压器的工作温度升高。例如，在存在大量 3 次谐波的情况下，变压器的绕组损耗可能会比正常情况高出 20% - 30%。长期的过热会加速变压器绝缘材料的老化，缩短变压器的使用寿命。
1.2 电缆：谐波会导致电缆的介质损耗增大。因为电缆相当于一个电容器，在谐波电压的作用下，会产生额外的电容性电流，从而增加了电缆的损耗。并且，随着谐波次数的增加，损耗会更加明显。例如，对于含有高次谐波的电力系统，电缆的损耗可能会是仅有基波电流时的数倍。
1.3 降低电力系统的稳定性和可靠性电压畸变：谐波会引起电网电压的畸变。当大量非线性负载接入电网时，会产生谐波电流注入电网，这些谐波电流在电网阻抗上产生谐波电压降，从而导致电网电压波形发生畸变。例如，在一些工业区域，如果有多个大型的电力电子设备同时运行，电网电压的总谐波畸变率（THD）可能会超过标准规定的 5%，严重影响其他电气设备的正常运行。
1.4 谐振现象：可能引发电力系统的谐振。当电网的电感和电容参数与谐波频率满足一定条件时，就会发生谐振。谐振会导致电网中的电压和电流急剧放大，对电网中的设备造成严重的过电压和过电流损坏。例如，在一个包含电容器组的变电站中，如果系统中存在 5 次谐波，且其频率与电容器组的固有频率相近时，就可能引发谐振，损坏电容器和其他相关设备。
二. 谐波对电气设备的危害有哪些？
2.1 缩短设备寿命电机：谐波会使电机的附加损耗增加，导致电机的温度升高。同时，谐波还会引起电机的转矩脉动，使电机产生振动和噪声。这些因素都会加速电机轴承的磨损和绝缘材料的老化。例如，在存在较多 7 次谐波的情况下，电机的绝缘寿命可能会缩短 30% 左右。2.2 电容器：谐波电流会使电容器产生额外的热量，导致电容器内部的介质老化加速。而且，谐波电压可能会使电容器的工作电压超过额定值，容易引起电容器的损坏。例如，当电容器长期工作在含有高次谐波的电网中时，其故障率会明显增加。
2.3 干扰设备正常运行电子设备：对于电子设备，如计算机、通信设备等，谐波会产生电磁干扰（EMI）。谐波电流在设备的线路和电路板上流动时，会产生高频磁场，干扰设备内部的信号传输和处理。例如，在一个数据中心，如果电网谐波含量过高，可能会导致服务器出现数据错误、通信中断等问题。
测量仪表：谐波会影响电力系统中测量仪表的准确性。由于测量仪表通常是按照基波频率进行校准的，谐波的存在会使仪表的读数产生误差。例如，普通的电能表在存在谐波的情况下，可能会高估或低估电能的计量，影响电力系统的经济核算。
三. 谐波对通信系统的危害有哪些？
3.1 电磁干扰：电力系统中的谐波会产生电磁辐射，对附近的通信线路和通信设备造成干扰。这种干扰可能表现为通信信号的噪声增加、信号失真或通信中断。例如，高压输电线路中的谐波可能会干扰附近的移动通信基站，使手机信号的质量下降，通话出现杂音或掉线等情况。
3.2 信号衰减：谐波还可能导致通信电缆中的信号衰减增加。当通信电缆靠近含有谐波的电力线路时，谐波产生的电磁场会在通信电缆中感应出电流，这些电流会产生额外的损耗，从而使通信信号的强度减弱。例如，在一些电力和通信线路并行敷设的区域，通信信号的衰减可能会比正常情况高出几倍。
四. 有源滤波器的作用阐述
谐波补偿：能检测电网中的谐波，并生成相反的电流来抵消这些谐波，从而减少谐波对电网的影响，可同时滤除多次及高次谐波，滤除率高达 95% 以上，大大降低了谐波对电网和设备的危害，提高电网的电能质量。
无功补偿：可以实时检测无功需求并自动进行补偿，提供无功功率，改善功率因数，减少线路损耗，提高电网的传输能力和设备的运行效率。
电压调节：对电压进行动态调节，确保电压的稳定，从而保护连接到电网的设备不受电压波动的影响，维持电力系统的正常运行。
滤除特定频率成分：可以设计成低通、高通、带通或带阻滤波器。如低通滤波器可用于去除音频信号中的高频噪声，高通滤波器用于去除直流偏置或低频噪声，带通滤波器能选出无线通信和音频系统中所需的特定频段信号，带阻滤波器可消除干扰和噪声1。
信号增益：能够对通过滤波后的信号提供增益，增强信号强度，确保信号在经过滤波后保持足够的强度，在音频放大和无线通信系统中尤为重要1。
改善信号失真：由于使用运算放大器等有源元件，输出信号的失真较低，适用于高质量音频设备和其他要求高信号保真度的应用，可提高音频、视频及其他信号的质量1。
提高阻抗匹配：提供电气阻抗匹配功能，减少信号传输中的反射和损耗，确保信号能够高效传输至后续电路，对于高频信号处理和射频应用尤其关键。
抗电磁干扰：在电子设备中，有源滤波器可以抑制电网中的电磁干扰，减少外界干扰对设备的影响，提高设备的稳定性和可靠性，同时也能防止设备自身产生的电磁干扰影响其他设备。
保护设备安全：具备过流、过压、欠压、温度过高、测量电路故障、雷击等多种保护功能，当电网出现异常情况时，能够迅速检测并采取措施，保护设备免受损害，确保装置和电力系统安全运行。
提升系统性能：在工业自动化控制系统中，滤除电力系统中的谐波和干扰信号，使控制系统的信号更加准确、稳定，提高系统的控制精度和可靠性，进而提升整个系统的性能。在生物医学工程领域，用于滤除生物信号中的干扰和噪声，提取有效的生理信息，提高诊断的准确性。
五. 谐波污染的主要防范措施
为保证智能建对3A系统(自动化系统、办公自动化系统通信自动化系统)运行的高可靠性要求，在设计和施工阶段，目前主要采取以下措施预防谐波对电子设备的干扰。
为电子设备设计回路供电,尽可能避免谐波干扰沿供电线路窜人。
为易受干扰设备加装线路滤波器,消除或抑制谐波分量,达到净化电源的目的。
该设备配尽能离电流畸变严重的线路,以避免空间电磁干扰。
然而,这些措施却不是从源头对谐波污染进行治理。
5.1 谐波保护装置
我司推出的谐波保护器从源头消除了谐波污染,为用电设备提供谐波保护功能。HPD采用了超微晶合金材料与创新科技的特别电路，在2kHz10MH频段内有较好的滤波吸收效果,对用电设备产生的随机高次谐波和高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰具有抑制和吸收作用;随时测量电压波形,瞬时滤除电源中的尖峰浪涌(雷电)、杂波,矫正因谐波影响而产生畸变的电压波形;除对电源中的干扰噪声有滤波作用外，还对电源波形有矫正作用,把有用的电能返还到电源,达到提高电能质量的效果
ANAPF有源滤波器产品实物照片
5.2 安科瑞智能电容器产品
AZC/AZCL系列智能电容器是应用于0.4kV、50Hz低压配电中用于节省能源、降低线损、提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。它由智能测控单元，晶闸管复合开关电路，线路保护单元，两台共补或一台分补低压电力电容器构成。可替代常规由熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成的自动无功补偿装置。具有体积更小，功耗更低，维护方便，使用寿命长，可靠性高的特点，适应现代电网对无功补偿的更高要求。
AZC/AZCL系列智能电容器采用定式LCD液晶显示器，可显示三相母线电压、三相母线电流、三相功率因数、频率、电容器路数及投切状态、有功功率、无功功率、谐波电压总畸变率、电容器温度等。通过内部晶闸管复合开关电路，自动寻找适宜投入（切除）点，实现过零投切，具有过压保护、缺相保护、过谐保护、过温保护等保护功能。
电容产品实物展示
AZC系列智能电容模块AZCL系列智能电容模块
结 语
为保证现代智能建筑中各种不同类型设备和计算机及电子装置正常可靠、稳定地运行,所以要采取相应措施,消除对用电设备具有破坏性的高次谐波、高频噪声、浪涌、尖峰瞬变等,防止计算机电子设备、PLC、电机电器等死机,确保用电设备的使用寿命。
智能制造网APP
智能制造网手机站
智能制造网小程序
智能制造网官微
智能制造网服务号
浙公网安备 33010602000006号