諧波電壓不穩有什麼影響

隨著科技時代快速發展，電力電子技術已廣泛應用於工控、安防、基站、通訊、智能設備等各種領域，由此產生的諧波危害也越來越嚴重。了解電力諧波與無功功率的成因、影響及解決方法，已成為現代企業用電不可或缺的重要課題。

什麼是諧波？

在電力系統中，諧波產生的根本原因是由非線性負載所導致。當電流流經負載時，若與所施加的電壓不成線性關係，就會形成非正弦電流，從而在電路中產生諧波。

諧波頻率是基波頻率的整數倍。根據法國數學家傅立葉（M.Fourier）的分析原理，任何重複的波形都可以分解為基波與一系列諧波的正弦波分量。每個諧波都具有不同的頻率、幅度與相角。

諧波可分為奇次諧波（3、5、7次等）與偶次諧波（2、4、6次等）。以基波50Hz為例，3次諧波為150Hz，5次諧波為250Hz。

無功功率與諧波如何產生？

工業與生活中，阻感負載佔有很大比例，例如異步電動機、變壓器、熒光燈等。這些設備必須吸收無功功率才能正常運作，因此會消耗大量無功功率。

此外，現代電力電子裝置（如相控整流器、變頻器、UPS、周波變流器等）在運轉時，除了消耗無功功率外，還會產生大量的諧波電流，已成為目前電力系統中最主要的諧波污染源。

其中，整流裝置所佔比例最大，常見的晶閘管相控整流電路與二極管整流電路都會產生明顯的諧波與功率因數下降問題。

無功功率的影響

1. 無功功率增加會導致總電流增大，使發電機、變壓器、導線等設備容量需求上升，用電設備與控制儀表的規格也需加大。
2. 線路與設備的功率損耗明顯增加，造成能源浪費。
3. 使線路及變壓器的電壓降增大，若為衝擊性無功負載，還會造成電壓劇烈波動，嚴重影響供電品質。

諧波的危害

理想的公用電網應提供單一固定頻率與穩定電壓幅值，但諧波的出現等同於對電網的污染。近三十年來，隨著電力電子設備大量應用，諧波危害已引起高度重視，主要危害如下：

• 造成發電、輸電及用電設備產生附加損耗，降低整體效率；大量3次諧波流過中性線時，易導致線路過熱甚至火災。
• 影響電機、變壓器正常運作，產生振動、噪聲、過熱現象；使電容器、電纜絕緣老化、壽命縮短，甚至損壞。
• 引發系統並聯諧振或串聯諧振，使諧波電流被放大，加劇設備損壞風險。
• 導致繼電保護裝置與自動控制系統誤動作，並使電表計量不準確。
• 對鄰近通信系統產生電磁干擾，輕則產生噪聲，重則造成通訊中斷。

原文參考：https://read01.com/8a8L0dd.html

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