諧波的定義

根據(jù)設(shè)備電源所采用的變頻器的輸出，從電壓·電流波形畸變可得知產(chǎn)生了諧波。諧波成分越多，越容易造成馬達(dá)·變壓器或電氣設(shè)備的異常發(fā)熱或異常聲音的增加、保護(hù)繼電器或電氣設(shè)備的故障、進(jìn)相電容器所連接的反應(yīng)器的損耗等，存在引發(fā)大事故的可能性。

因此，IEC61000-4-7定義了測量方法，IEC61000-3-2等規(guī)定了從設(shè)備產(chǎn)生的諧波的限值。而且，各國在電力系統(tǒng)方面更制定了規(guī)定限值的方針。

根據(jù)這些規(guī)定，必須要保持從接收點產(chǎn)生的諧波不能超過上限值。另一方面，諧波引起的問題，不僅是從特定的設(shè)備和客戶那邊流出，從不特定的多個發(fā)生源流出的情況也很多。而且，由不特定多個流出的小諧波由于配電網(wǎng)的LC共振發(fā)生增幅，引發(fā)故障的情況也時有發(fā)生。

諧波分析

首先，要了解諧波有趨勢方向這件事。

諧波為持有振幅和相位成分的矢量圖，因此在有多個諧波發(fā)生源的情況下，僅有趨勢方向是無法確定發(fā)生源的。

實際上，供給端·負(fù)載端雙方都發(fā)生諧波的情況較為普遍，因此僅僅根據(jù)流入·流出確定發(fā)生源是非常困難的。

需要將有可能是發(fā)生源的設(shè)備的工作狀態(tài)/停止?fàn)顟B(tài)的時間帶和諧波的電平或諧波電壓電流相位差的趨勢方向等相關(guān)情況進(jìn)行比較，才能弄清楚設(shè)備的影響。

一般來說，可通過測量諧波的裝置觀測諧波電壓電流相位差進(jìn)行判斷。

三相的情況下，使用諧波電壓電流相位差綜合值（θsum）對三相整體進(jìn)行判斷諧波是否輸入流出。

在-90～0～+90°范圍內(nèi)，則判斷為流入。

在-180°～-90°，+90°～+180°范圍內(nèi)，則判斷為流出。

下面以諧波電壓電流相位差的時序測量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行示例。

第5次諧波（綠線）基本為流入。

第3次諧波（紅線）為流出。第7次諧波（藍(lán)線）為流出。

豎線數(shù)據(jù)顯示超過180°返回-180°（或者相反）。

在實際的數(shù)據(jù)分析中，長時間測量諧波，首先得到諧波電流的振幅電平，判斷是否有較大的（超過限制之類的）諧波電流。

然后，根據(jù)設(shè)備的工作狀況等，推測諧波發(fā)生源。

需要將有可能是發(fā)生源的設(shè)備的工作狀態(tài)/停止?fàn)顟B(tài)的時間帶和諧波的電平或諧波電壓電流相位差的趨勢方向等相關(guān)情況進(jìn)行比較，才能弄清楚設(shè)備的影響。

高次諧波

近年來，50次諧波以上的頻率的噪音問題多有發(fā)生。

在這個頻帶的噪音即使發(fā)生源電平很小，但由于共振現(xiàn)象發(fā)生增幅的結(jié)果，引發(fā)的問題非常多。

一般，設(shè)備特別是電源發(fā)生的噪音（包含電壓變動），有閃變IEC61000-3-3、諧波IEC61000-3-2, 綜合諧波畸變 IEC61000-3-12等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對象一般最大到40次（50Hz時則為2kHz）。另外，電源端子干擾電壓等（CISPR 22/EN55022等）規(guī)定的頻帶一般為150kHz以上和幾十kHz左右的噪音。

使用HIOKI PW3198可將2kHz～80kHz的成分作為高次諧波進(jìn)行測量。

作為本公司所掌握的事例，有新建筑物中從LED照明產(chǎn)生異常聲音這樣的事例。

最多到50次的諧波，即使無法觀測到成為問題點的電平，也可了解到高次諧波較高的情況。

將供電設(shè)置到另外的系統(tǒng)，從而使得異常聲音消失，由此推測得知原因在于高次諧波所引起的增幅。

HIOKI產(chǎn)品介紹

PW3198

· 作為電源品質(zhì)分析儀支持IEC61000-4-30最高級別Class A

· 到50次的各諧波、THD、含有高次諧波的時序記錄、同時可設(shè)置限值進(jìn)行事件檢測

· 2GB SD卡大容量存儲

· 過渡性的高速現(xiàn)象瞬態(tài)過電壓用專用的2MHz采樣速度和峰值、時間同時進(jìn)行波形記錄

PW3360-21

· 小型的可進(jìn)行功率和到40次諧波的時序記錄

· 2GB SD卡大容量存儲