摘要：隨著科學技術(shù)的發(fā)展，PLC智能控制在康明斯發(fā)電機組的應用越來越廣泛。柴油發(fā)電機組控制裝置的可靠性直接危害到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運轉(zhuǎn)，而控制機構(gòu)的抗干擾能力是關系到整個供電可靠運行的關鍵。目前控制機構(gòu)是直接裝配在設備上，因此，大多數(shù)工作因素處于備用發(fā)電機電路和備用發(fā)電機裝置所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要增強柴油發(fā)電機組可靠性，電力系統(tǒng)設計人員只有預先了解各種干擾才能高效保證系統(tǒng)可靠運轉(zhuǎn)。

“諧波”一詞起源于聲學。有關諧波的數(shù)學分析在18世紀和19世紀已經(jīng)奠定了良好的基礎。傅里葉等人提出的諧波剖析方法至今仍被廣泛應用。電力系統(tǒng)的諧波問題早在20世紀20年代和30年代就導致了人們的注意。當時在德國，由于操作靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。1945年J.C.Read發(fā)表的有關變流器諧波的論文是早期有關諧波研究的經(jīng)典論文柴油發(fā)電機啟動步驟圖。

到了50年代和60年代，因為高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展，發(fā)表了有關變流器引起電力系統(tǒng)諧波問題的大量論文。70年代以來，由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力機構(gòu)、工業(yè)、交通及家庭中的運用日益廣泛，諧波所造成的損害也日趨嚴重。世界各國都對諧波問題予以充分和關注。國際上召開了多次有關諧波問題的學術(shù)會議，不少國家和國際學術(shù)組織都制定了限制電力機構(gòu)諧波和用電裝備諧波的標準和規(guī)定。

諧波研討的意義是由于諧波的危害十分嚴重。諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率減小，使電氣裝備過熱、產(chǎn)生振動和噪音，并使絕緣老化，使用年限縮短，甚至產(chǎn)生事故或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并車諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設備燒毀。諧波還會導致繼電保護和自動裝置誤動作，使電能計量發(fā)生混亂。對于電力裝置外部，諧波對通信裝置和電子設備會出現(xiàn)嚴重干擾。

理想的發(fā)電機所提供的電壓應該是單一而固定的頻率以及規(guī)定的電壓幅值。諧波電流和諧波電壓的產(chǎn)生，對發(fā)電機是一種污染，它使用電裝備所處的環(huán)境惡化，也對周圍的能耐電力電子裝置廣泛應用以前，人們對諧波及其危害就進行過一些研討，并有一定認識，但那時諧波污染還需要嚴懲沒有導致足夠的重視。諧波對發(fā)電機和其他裝置的損害大致有以下幾個方面。

（1）諧波使發(fā)電機中的元件出現(xiàn)了附加的諧波損耗，減少了發(fā)電、輸電及用電裝置的效率，大量的3次諧波流過中性線時會使線路過熱甚至出現(xiàn)火災。

（2）諧波影響各種電氣設備的正常工作。 諧波對電機的危害除致使附加損耗外，還會產(chǎn)生機械振動、噪聲和過電壓，使變壓器局部嚴重高溫。諧波使電容器、電纜等裝備過熱、絕緣老化、壽命縮短，以至損壞。

（3）諧波會引起發(fā)電機中局部的并機諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，這就使上述（1）和（2）的損害大大增加，甚至引起嚴重事故。

（5）諧波會對鄰近的通信機構(gòu)發(fā)生干擾，輕者產(chǎn)生噪音，減輕通信質(zhì)量；重者導致住處丟失，使通信系統(tǒng)不能正常作業(yè)。

為處理發(fā)電機電子機構(gòu)和其他諧波源的諧波污染問題，基本思路有兩條：一條是裝設諧波補償裝置來補償諧波，這對各種諧波源都是實用的；另一條是對電力電子機構(gòu)本身進行整改，使期不產(chǎn)生諧波，且容量因數(shù)可控制為1，這當然只適合于作為具體諧波源的電力電子系統(tǒng)。

裝設諧波補償系統(tǒng)的傳統(tǒng)方案就是采用LC調(diào)諧濾波器。這種方案既可補償諧波，又可補償無功容量，而且組成大概，一直被廣泛使用。這種手段的詳細缺點是補償特征受市電阻抗和運轉(zhuǎn)狀態(tài)危害，易和機構(gòu)出現(xiàn)并機諧振，致使諧波放大，使LC濾波器過載甚至燒毀。此外，它只能補償固定頻率的諧波，補償效果也不甚理想。

諧波是指對周期性非正弦交流量進行傅里葉級數(shù)分解所得到的大于基波頻率整數(shù)倍的各次分量，一般稱為高次諧波，而基波是指其頻率與工頻(50Hz)相同的分量。

根據(jù)全國科學技術(shù)名詞審定**規(guī)定，電話諧波因數(shù)（THF）就是指電壓波形中基波及各次諧波高效值加權(quán)平方和的平方根值與整個波形有效值的百分比，因高次諧波發(fā)生的危害稱為電話諧波系數(shù)，即THF。

由于交流發(fā)電機的電壓數(shù)據(jù)并不可能達到恒定無變化狀態(tài)，一般在國際或國家所規(guī)定的電壓范圍上下幅度波動，這些波動會對通信系統(tǒng)的通話品質(zhì)和聯(lián)絡品質(zhì)帶來一定的影響和干擾，其對電話的影響稱為電話危害系數(shù)TIF。

國家標準《GB 755-2008 旋轉(zhuǎn)電機定額和性能》對電話諧波因數(shù)檢測有明確的計算公式，如下：

該公式關鍵在于加權(quán)系數(shù)λn的數(shù)值獲取。標準中供應了部分頻率的加權(quán)系數(shù)，對于基波頻率不是50Hz的信號，大部分頻率的諧波標準中沒有提供，需要自己采用插值運算獲取。大多電機測定測定設備未供應THF指標。AnyWay變頻功率分析儀能夠在測定的同時運算并顯示電機試驗國家標準中定義的THF、HVF、K、THD、HC等指標。

國家標準GB755規(guī)定，發(fā)電機的空載線電壓正弦畸變率必須小于5%。有些專業(yè)標準還規(guī)定了線kVA的同步發(fā)電機，THF應小于5%；對于功率在1000～5000kVA的同步發(fā)電機，THF應小于3%；對于容量在5000kVA以上的同步發(fā)電機，THF應小于1.5%。某些特殊應用場合的同步發(fā)電機(如*發(fā)電機)，除了對上述兩項指標做出規(guī)定外，還對輸出電壓波形的偏離系數(shù)、單次諧波含量等指標做出更加嚴格的規(guī)定。

鑒于以上電壓高次諧波的危害和標準規(guī)范對電壓高次諧波的限制，發(fā)電機規(guī)劃時必須采取相應措施，對電壓高次諧波進行削弱和抑制。

發(fā)生電勢高次諧波的起因具體有兩大類：一是主極磁場非正弦分布導致的電勢高次諧波；二是因為定子開槽導致的電勢齒諧波。

1、電線，對電話的影響

2、電線%，因高次諧波發(fā)生的對電話的影響。

注意：數(shù)據(jù)中心對于容量小于62.5kVA的機組，其線電壓的電話諧波因數(shù)（THF）應不大于8%。 容量不小于62.5kVA的機組，其線電壓的電話諧波因數(shù)（THF）應不大于5%。

共模干擾和差模干擾是一種比較常用的類別步驟。共模干擾是信號對地面的電位差，詳細由大電串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(tài)(同方向)電壓送加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍偏高，有的可高達130V以上。共模電壓通過不對稱電路可切換成差模電壓，直接影響測控信號康明斯發(fā)電機樣本，造成元器件故障(這就是一些裝置I/O模件故障率過高的緣由)，這種共模干擾可為直流、亦可為交流康明斯發(fā)電機型號規(guī)格。

危害PLC控制系統(tǒng)的干擾源于通常危害工業(yè)控制裝備的干擾源一樣，大都出現(xiàn)在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。干擾分類通常按干擾出現(xiàn)的緣由、噪音的干擾模式和噪音的波形性質(zhì)的不一樣劃分。其中：按噪聲出現(xiàn)的原由不同，分為放電噪音、浪涌噪音、高頻振蕩噪音等；按噪音的波形、性質(zhì)不一樣，分為連續(xù)噪聲、偶發(fā)噪音等；按聲音干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。

差模干擾是指用于信號兩極間得干擾電壓，具體由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接迭加在信號上，直接影響測量與控制精度。

近30年來，發(fā)電機電子裝置的運用日益廣泛，也使得電力電子機構(gòu)成為較大的諧波源。在各種發(fā)電機電子裝置中，整流系統(tǒng)所占的比例較大。目前，主用的整流電路幾乎都采用晶閘管相控整流電路或二極管整流電路，其中以三相橋式和單相橋式整流電路為較多。帶阻感負載的整流電路所出現(xiàn)的諧波污染和容量因數(shù)滯后已為人們所知曉。直流側(cè)采用電容濾波的二極管整流電路也是嚴懲的諧波污染源。這種電路輸入電流的基波分量相位與電源電壓相位大體相同，因而基波功率因數(shù)接近1。 但其輸入電流的諧波分量卻很大，給電網(wǎng)造成嚴重污染，也使得總的容量因數(shù)很低。另外，采用相控方式的交流電力調(diào)整電路及赫茲變流器等電力電子機構(gòu)也會在輸入側(cè)發(fā)生大量的諧波電流。