谐波电流的常识与检测，了解一下！

本篇文章主要从谐波电流的常识与检测两方面进行深入讲解，下面就跟着小编一起来好好研究一下谐波电流那些知识点吧！

常规谐波电流检测法的分类

谐波检测的环节一般不需要准确得到各次谐波具体的多少，只用得出的总得电流之和，这个和可以使谐波电流、无功电流或者它们两个的和。当三相电流发生不对称时，能够检测出所有的有害电流地和。常规的谐波电流检测法有如下几种: 模拟带通滤波器检测法、基于Fryze时域分析法和基于Akagi的瞬时无功理论检测法等。

一、模拟带通滤波器检测法

谐波电流检测的研究有着很多年的历史，众多的专家学者一直探讨研究。早期的谐波电流检测法是利用模拟滤波器得以实现的，具体方法有两种，都是通过滤波方式的到结果的。一种是使用陷波器，先通过对滤波器的设置，将滤除基波的电流分量滤除掉，流过谐波成分，从而得到谐波电流；另一种方法是使用带通滤波，先通过设定滤波参数，使电流的谐波分量不得通过，电流的基波分量通过，然后将被检测的电流与滤波后的基波电流分量做差，从而得到谐波电流信号。但是无论是使用陷波器还是带通滤波器，这种检测方法依然是存在着很多的缺点，譬如测量的灵敏性差，测量误差大、设计难度高、易受电网频率变化、电路参数变化的干扰等，随着谐波电流检测技术的不断进步和发展，谐波电流检测准确性和实时性要求的提高，这种检测方法已很少采用了。

二、基于Fryze时域分析的有功电流分离法

随着现代科学技术水平地发展，出现了应用采用傅里叶分析法的数学手段去检测谐波、无功电流。由得到一个周期的电流检测值，再做计算，得出期望电流值。当然，在计算时必须要有一段时间的电流累计值，还要进行两次傅里叶数学变换，需耽误很长的检测时间，使得该方法的延迟时间很长，并且所检测地结果却是很长时间段前的姐侧结果。总而言之，其缺点就是动态响应慢，运算量大。

三、基于频域分析的快速傅里叶变换（FFT）检测法

根据FFT的变换分解所检测一个周期地谐波信号，得到各次相应的谐波幅值大小与相位系数，再将需抵消谐波的分量提取出来，然后再作FFT地反变换，最后得到补偿的信号。该检测法的优点是需消除谐波的次数可以选择，其缺点是会有较长延时，检测的实时性很差。

四、基于鉴相原理的谐波检测法

将两个输入信号，经过乘法器计算，再经低功率波后从而得到相位差信号的方法，就是鉴相。图3-2 所示为鉴相原理图。

器处理计算后再经过LPF低通滤波环节，然后经过乘法、放大和比较环节，最后得出待检测的谐波信号，如图3-3所示。

五、基于瞬时无功功率理论检测法

基于瞬时无功功率理论[14]的瞬时空间矢量法是目前检测技术上广泛的一种算法，现已有p-q法、ip-iq法和d-q法。

当仅检测无功电流时，这种方法可以实现毫无延时地检测出结果。当检测谐波电流时，由于被检测的对象电流中谐波复杂和滤波器的使用不一样，会产生延时阶段，但是所产生的延时最迟是不会超出一个电源周期。可见，基于瞬时武功功率理论检测法简单易行，实时性较好，并且技术越来越成熟，今后的仍将在谐波治理方面占有重要地为置。

六、其他谐波检测法

除了以上所介绍的谐波电流检测方法之外，在近年来，有的学者提出了其他的一些检测方法:小波变换检测法、基于神经网络理论的谐波电流检测法等，然而这些新型的谐波检测方法能否在工程实际上得到应用，还有需要进一步验证。

我们知道接在电网的负载可以分为线性负载和非线性负载，如下图1:

如图1的虚线代表电压波形，我们的市电波形正常为幅值220V，频率50HZ的正弦交流电，当负载电流的波形也是50HZ的正弦波形时，我们称此类负载为线性负载，当电流波形相位与电压一致时，我们称为阻性负载。

如图1的黄色线，如常见的白帜灯、电路、电热水器。当电流相位超前于电压时，我们称此类负载为容性负载。

如图1中的黑色线，纯容性负载比较少，如一般配电室常用的无功补偿柜就是纯容性负载。当负载电流相位滞后于电压波形时，此类负载称为感性负载。

如图1的蓝色线，常见感性负载如电动机、变压器、电感式镇流器日光灯。

以上线性负载的特点是不管其电流相位超前或滞后于电压波形，其电流波形一直为正弦波，没有失真，这是线性负载的关键。

非线性负载是指其电流波形呈现为非50HZ正弦波，或者理解为相对50HZ正弦波有较大失真，比如目前常见的负载：电脑、彩电、电磁炉，工业上的工频UPS、变频器、电镀等，其负载电流波形都不是509HZ正弦波，如图2就是最为常见的单相电源中的电脑、彩电等的电流波形：

可以看出其电流波形相对电压的正弦波形相差很大。

图3是一般三相电源常见的变频器输入电流波形：

图3也可以看出，其电流波形相对电压波形失真很大。这种非正弦波形的负载，我们就称之为非线性负载，其电流波形因为不是50HZ正弦波，在电工学上可以分解为很多不同频率的正弦波组成，如3次谐波就是150HZ，5次谐波就是250HZ等。

那么这些谐波有什么危害呢？

在日常生活中，有时一开大功率的电磁炉，彩电屏幕上就会出现很多干扰条纹，这就是谐波的在做怪，因为电磁炉是非线性负载。我们电网中的设备都是按照50HZ来设计的，如电动机、变压器等，一般谐波过大，则其线圈中要流过150HZ、250HZ等频率高出50HZ很多的电流，必然导致电动机、变压器要异常发热。

电网中其他设备按照50HZ供电设计，一旦同一电网中存在有谐波很大的负载，就会对其他的用电设备造成很大的干扰，因为他们的滤波一般都是按照50HZ来设计，谐波中的高频成分往往使得其他设备不能正常工作。

谐波较大时，必然造成其功率因素也不高，这是电网在传输一般的有功功率时也要额外传输无功功率，造成传输线路容量浪费，传输变压设备容量下降等。

正因为谐波有存在很多危害，目前各国都在重视这点，并陆续出台相关法规，对进入电网的设备，严格规定其输入功率因素和电流谐波份量。

在UPS行业，我们称高输入功率因数和低输入电流谐波的机型为绿色电源，对于大功率的工频UPS，通过采用非常成熟的12脉冲整流技术后，也可以将输入电流谐波降低到10%以内，在保证高可靠性的同时，也使之称为绿色电源。

总结一下

无功可以理解为负载电流波形与电压波形的相位差，相位差越大，说明无功越大。

谐波可以理解为负载电流波形与50HZ电压波形的失真度，失真度越大，说明谐波越大。