并联电容器对电网谐波电流放大作用及抑制措施
电网中谐波产生的原因、危害及治理措施
电网中谐波产生的原因、危害及治理措施作者：黄贤丽张金刚来源：《科技资讯》 2015年第9期黄贤丽张金刚(华能集团济宁运河发电有限公司山东济宁 272000)摘要:随着我国经济的快速发展,电力用户中大量非线性电力设备的应用,谐波问题越发引起人们的广泛关注。
在电网诞生之初,谐波就存在,因为发电机和变压器本身就能够产生谐波,但由于量小,并不会产生危害。
然而,随着用电设备种类的增多,以及具有谐波放大效应的并联电容器的广泛应用,谐波的危害变得越来越严重。
大量谐波的存在会污染电网、影响电网中的设备和负荷,因此问题不容忽视。
了解谐波产出的原因及危害,有助于我们更好地制定治理措施。
文章对谐波产生的原因及危害进行了分析,并出了若干治理措。
关键词:基波谐波源谐波治理中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(c)-0255-011 谐波源如果电网中的电压或电流波形是不理想的正弦波,表明其中有频率高于50Hz的电压或电流成分,该成分即为谐波。
随着非线性电力电子器件组成的电气传动自动化装置的广泛应用和容量的不断增加,谐波污染给公用电网和其他用电设备的带来的影响日益显著。
所以必须考虑谐波产生的原因和它带来的危害,以及如何将危害减少到最小。
凡是能向电网注入谐波电流或谐波电压的电气设备统称为谐波源。
例如:换流设备、电弧炉、铁芯设备、照明设备、某些生活日用电器等非线性电气设备。
整流器、逆变器和变频装置等这一类电气设备,这些设备的用途就是强行切断或连通电流,因此通常要用整流元件的导通、截止特性,而正是这一过程会导致了大量谐波电流的产生。
工业上钢铁企业中所用的电弧炉也是一个很大的谐波源。
电弧炉的熔化过程中,会发生填料不完全融化并结焦成块状固体的现象,这会导致电弧阻抗不稳定。
当电极插入熔化金属时,电极间会产生金属性短路,此时,短路电流的限制通常要依靠电炉变压器的阻抗和所串连的电抗器来完成。
如果电弧的负阻抗特性(电弧的阻抗随电流的增大而急剧减小)和熔化期三相电极出现反复不规则短路以及断弧现象,那么此时电弧炉就会产生谐波电流。
电力谐波的产生原因及抑制方法
电力谐波的产生原因及抑制方法电力谐波是指电力系统中产生的非正弦波形，它由于交流电系统中的非线性负载、电力线上的电容器和电感器等因素引起。
电力谐波在电力系统中的存在可能会导致设备的故障、能源浪费和电网负载能力的下降。
因此，对电力谐波的产生进行有效的抑制是非常重要的。
1.非线性负载：非线性负载是电力谐波的主要源头。
非线性负载通常包括电力电子设备，如电视、计算机、UPS电源、逆变器、风力发电机等。
这些设备的工作原理会产生非线性电流，进而导致电网中谐波的产生。
2.电容器和电感器：电容器和电感器也会对电力谐波的产生做出贡献。
在电力系统中，电容器和电感器常用于无功补偿和电能储存。
然而，由于电容器和电感器的等效电路具有谐振特性，它们会对电力谐波起到放大的作用。
3.电网接地方式：电网的接地方式也会影响电力谐波的产生。
当电网采用不完全中性接地时，地线电流会导致电子设备的谐波污染。
抑制电力谐波的方法有多种，下面将介绍几种常见的方法：1.优化电力系统设计：对于新建的电力系统，可以采用谐波抑制措施进行设计。
例如，将非线性负载远离主要的电源和敏感设备，减少非线性负载对谐波的干扰。
2.增加电力系统的容量：增加系统容量可以降低电力谐波对设备的影响。
通过增加设备的容量，可以减少设备的负载率，从而降低了负载谐波。
3.应用谐波滤波器：谐波滤波器是目前应用最广泛的抑制电力谐波的方法之一、谐波滤波器可将电力谐波从电网中滤除，从而减少对设备的影响。
4.提高设备的抗谐波能力：可以通过改善设备的设计或增加额外的抗谐波装置，使得设备能够更好地抵抗电力谐波的干扰。
5.加强监测和管理：及时监测电力谐波的产生和影响程度，对于谐波超标的情况进行调整和管理。
可以采用在线监测系统对电力谐波进行实时监测，并根据监测结果采取适当的措施。
综上所述，电力谐波的产生原因主要是非线性负载、电容器和电感器以及电网接地方式等因素的综合作用。
为了有效抑制电力谐波，需要采用适当的方法，包括优化电力系统设计、增加系统容量、应用谐波滤波器、提高设备的抗谐波能力以及加强监测和管理等。
小议电网谐波产生及抑制措施论文
小议电网谐波的产生及抑制措施【摘要】电网中谐波问题日益严重，对其进行有效的抑制，已成为电力系统安全运行工作的重要内容之一，文章主要对电网谐波的产生及抑制措施进行探讨。
【关键词】电网谐波；危害；抑制；检测随着工业、农业和人民生活水平的不断提高，电能需求成倍增长，对供电质量及供电可靠性的要求也越来越高。
同时随着我国冶金、化学工业及铁路交通运输事业的发展，电力系统中的谐波问题也日趋严重。
电网谐波使得电压、电流的波形发生了畸变，使电力系统的发、供、用电设备出现许多异常现象和故障，产生了严重的危害和影响。
对其进行有效的抑制，已成为电力系统安全运行工作的重要内容之一。
１．谐波的产生所谓谐波是指一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，有数字频谱的特征。
不同频率的谐波对不同的电气设备会有不同的影响。
谐波主要产生于两类元件①含半导体的非线性电气元件；②含电弧和铁磁非线性设备。
由于这两类元件广泛存在于电力线路中，所以谐波来源于三个渠道:1.1 发电机由于三相绕组难做到绝对对称，铁芯也难做到绝对均匀，因此发电机会产生一些谐波。
1.2输配电产生谐波主要是电力变压器会产生谐波，由于变压器设计上铁芯磁密选择接近饱和点，铁芯饱和程度越高，变压器偏离线性越远，谐波电流就越大，另外变压器三相绕组、三相铁芯也是难做完全一致，也会造成谐波电流，其中三次谐波电流可达到额定电流的0.5%。
另外并联电容器如选用抑制冲击电流电抗器的电抗率不当，会将谐波电流放大。
1.3 用电设备产生谐波1.3.1 整流设备。
由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等方面得到广泛应用，给电网造成大量的谐波。
晶闸管整流采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，留下的是另一部分缺角的正弦波，为此含有大量的谐波。
统计表明整流装置产生的谐波，占所有谐波近40%，是最大的谐波源。
1.3.2变频装置。
变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备，由于采用相位控制，谐波成分复计，既有整数次谐波，还含有分数次谐波，这类装置一般功率很大，随着变频调速的发展，谐波危害会越来越大。
谐波产生的原因危害和抑制措施
谐波产生的原因危害和抑制措施0前言随着电力电子技术的飞速发展，各种新型用电设备越来越多地问世和使用，高次谐波的影响越来越严重。
电力系统受到谐波污染后，轻则影响系统的运行效率，重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。
以前，电力系统考核电能质量的主要指标是电压的幅值和频率，现在世界各国都把电网电压正谐波形畸变率极限值作为电能质量考核指标之一，正确认识谐波已成为电力工作者的重要任务之一。
因此，研究和分析谐波产生的原因、危害和抑制谐波的措施具有重要的实际意义。
1谐波产生的原因在供电系统中谐波的发生主要是由两大因素造成的:（1）可控硅整流装置和调压装置等的广泛使用，晶闸管在大量家用电器中的普通采用以及各种非线性负荷的增加导致波形畸变。
（2）设备设计思想的改变。
过去倾向于采用在额定情况以下工作或裕量较大的设计。
现在为了竞争，对电工设备倾向于采用在临界情况下的设计。
例如有些设计为了节省材料使磁性材料工作在磁化曲线的深饱和区段，而在这些区段内运行会导致激磁材料波形严重畸变。
2谐波对电力系统的危害谐波对电力系统的污染日益严重，谐波源的注入使电网谐波电流、谐波电压增加，其危害波及全网，对各种电气设备都有不同程度的影响和危害。
现将对具体设备的危害分析如下：（1）交流发电机。
同步电动机及感应电动机在定子绕组和转子绕组产生附加热损耗，热损耗除谐波电流铜损I2nR以外，还由于电流的集肤效应，产生附加损耗，对转子引起热损耗增大。
对大型汽轮发电机来说，若发生多次谐波振荡，谐波电流超过额定电流的25％时，由于上述原因可能会导致转子局部过热而损坏。
对变压器来说，铁芯产生热损耗，尤其是涡流损耗大，在变压器绕组中有谐波电流，在铁芯中感应磁通，产生铁损。
（2）架空线路谐波电流产生热损，较大的高次谐波电流分量能显著地延缓潜供电流的熄灭，导致单相重合闸失败。
电缆中的谐波电流会产生热损，使电缆介损、温升增大。
（3）电力电容器由于谐波电流会引起附加绝缘介质损耗，加快电力电容器绝缘老化。
并联电容器补偿与谐波抑制
用 电网 以外 的设 备带 来损 害 ， 关文 献 已很 多 ， 有 其
危 害 总的来 说 主要有 以下 几个 方面 ］ ：
ｌ 谐 波 的 危 害 以 及 抑 制 措 施
电力 系统 的谐 波 问题 早 在 ２ ０世 纪 ２ 、 Ｏ年 Ｏ３ 代 就引起 了人 们 的注 意 。 当时 在 德 国 ， ｊ 使 用 ｄ于
放 大 的 谐 波 可 能 对 电气 设 备 造 成 损 害 ， 并 联 电 容 器 中 串 联 电 抗 器 是 抑 制 谐 波 放 大 的 相 应 措 施 。本 文 分 析 了 而 并 联 电 容 器 的 电抗 率 选 择 不 当 可 能 引 起 的 后 果 。 其 主 要 体 现 在 电 容 器 可 能 与 系 统 发 生 并 联 谐 振 （ 负 载 侧 从 看 ） 串联 谐 振 （ 电源 看 ）从 而 引起 电容 器 的 过 电 压 和 过 电流 。结 合 某 一 算 例 ， 分 析 串 联 谐 振 和并 联谐 振 或 从 ， 在 对 谐 波 电 流 的 放 大 后 ， 过 调 整 电容 器 回路 的参 数 和并 联 电 容 器 的 投 切 ， 到抑 制 谐 波 的作 用 ， 而 在 能 不 失 通 达 从 滤 波 的 同 时 保 证 电容 器 安 全 运 行 。 同 时 提 出 并 联 电 容 器 设 定 电抗 率 参 数 时优 化 选 择 的建 议 。 关 键 词 ： 联 电容 器 ； 并 电抗 器 ； 波 抑 制 ； 波参 数 ； 波 放 大 谐 谐 谐
中图分类号 ： ＴＭ５ １ ４ ３ ． 文 献 标 志 码 ： Ｂ
一
０ 引 言
无 功 补偿 电容 器是传 统 的补 偿无 功 功率 主要 手段也 是 抑制 谐 波 的 措施 之 一 ， 前也 在 广 泛 的 当 应 用 。并 联 电容器 简单 经济 、 方便 灵 活 ， 能有效 的
试论电力系统谐波危害性分析及抑制措施
采 用 电 力滤 波 装 置 就 近 吸收 谐 波 源所 产 生 的谐 波 电 流 ，是 抑 制 谐 波 污染 的有 效 措 施 。 通常 采 用 由电力 电容 器 、 电抗 器 和 电 阻
整 流变 压 器二 次 侧 的相 数越 多 ， 整流 波 形 的脉 动 数越 器 适 当组 合 而 成 的无 源 滤 波装 置 相 当显 著 。从 理论 上 讲，
流， 引 起 电容 器 和与 之相 连 的 电抗器 、 电 阻器 的损 坏 。
从 图３ 中可 以得 到 ， 电 网 侧 的谐 波 电流 可 以写 为 ：
１ ： Ｉ ‘ Ｉ ｈ — Ｉ ‘ 图３补偿 谐 波 等效 电路 图
只 要 控制 有 源 电 力 滤 波
器 的输 出电流Ｉ ‘ ， 使 其满足 Ｉ ＝ Ｉ ， 即可使电网侧 的谐波 电流Ｉ ． ｄ １ ＝ Ｏ 。 与 无源 滤 波器 相 比 ，有源 电 力滤 波器 具有 高 度 可控 性 和快 速 响 应性 ， 不 还可 抑 制 闪变 、 补 偿无 功 ， 有一 机 多能 的特 点 ： １ ． ５ 谐波会对附近系统的信号传输产生干扰， 轻者引入噪声 ， 重者导致信 仅 能补 偿各 次 谐 波 ， 号丢失 ， 使系统无法正常工作。 ①滤波特性不受 系统阻抗 的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危 险； ② 具有 自适 应 功 能 ， 可 自动 跟踪 补偿 变 化着 的谐波 。 ③ 与无 源滤 波 器相 比较 ， ２ 谐 波产 生的 机理 有 源 电力滤 波 器 体积 小 、 占地少 ， 但成 本 较高 。 １ ＿ ４谐波会引起一些敏感的 自动化设备误动作 ，同时也会导致 电气测量 仪表计量
１ ． １ 谐 波使 企 业 电网 中 的设备 产 生 附加谐 波 损 耗 ， 降低 电 网 、 输 电 及用 电 设 备 的使 用 效率 ， 增加 电网线 损 。 在三 相 四线 制 系统 中 ， 零 线会 由于流 过 大量
浅析谐波产生的原因-影响及抑制措施
浅析谐波产生的原因\影响及抑制措施摘要：随着高科技的飞速发展，各种新型用电设备也不断地问世和使用，致使产生的高次谐波越来越多。
而电力系统受到谐波影响后，轻则影响系统的运行效率，重则损坏设备以至危害电力系统的安全运行。
本文主要对谐波的产生与危害进行分析，并对店里系统抑制谐波的措施进行探讨，从而保证供电质量。
关键词：谐波；产生原因；影响；抑制措施一、谐波的概念谐波是指对周期性交流分量进行傅立叶级数分解，得到的频率为基波频率大于1整数倍的分量。
通俗地说谐波是一个周期电气量的正弦分量，其频率为基波频率的整数倍。
二、谐波的产生（一）以电力电子元件为基础的开关电源设备，如：各种电力变流设备（整换流装置、变频器）、相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备、电力机车、家用电器等，它们大量的用于化工、电气铁道，冶金，矿山等共矿企业以及各式各样的家用电器中。
（二）具有铁磁饱和特性设备，如变压器、电抗器等；变压器中的谐波电流是由励磁回路的非线性引起的，正常情况下，所加电压为额定电压，铁芯工作在线性范围内，谐波电流含量不大，但在轻载时电压升高，铁芯工作在饱和区，此时谐波电流就会大大增加。
在变压器正常工作过程中，如果有暂态扰动、负载剧烈变化都会产生大量谐波。
三、谐波的危害一般来讲，具有非线性特性或者对电流进行周期性开闭的电气设备对容量相对较大的电力系统影响不很明显，而对容量小的系统，谐波产生的干扰就不可忽视，谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，给周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。
谐波污染对电力系统的危害严重性主要表现在：(一）对供电线路的影响谐波对供电线路产生了附加谐波损耗。
由于集肤效应和邻近效应，使线路电阻随频率增加而提高，造成电能的浪费；由于中性线正常时流过电流很小，故其导线较细，当大量的三次谐波电流流过中性线时，会使导线过热、绝缘老化、寿命缩短、损坏甚至发生火灾。
电力系统中的谐波及其抑制措施
电力系统中的谐波及其抑制措施供电公司吕向阳【摘要】在电能质量多种指标中，受干扰性负荷影响，谐波是最为普遍的。
该文介绍了电力系统中的主要谐波源、谐波的危害及抑制措施。
关键词谐波抑制措施一、概述在理想的情况下，优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压。
但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形，即产生谐波。
我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率为基波频率（在我国取工业用电频率50HZ为基波频率）整数倍的正弦分量，又称为高次谐波。
在供电系统中，产生谐波的根本原因是由于给具有非线形阻抗的电气设备（又称为非线形负荷）供电的结果。
这些非线形负荷在工作时向电源反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电能质量变坏。
因此，谐波是电能质量的重要指标之一。
供电系统中的谐波问题已引起各界的广泛关注，为保证供电系统中所有的电气、电子设备能在电磁兼容意义的基础上进行正常、和谐的工作，必须采取有力的措施，抑制并防止电网中因谐波危害所造成的严重后果。
二、谐波源谐波源是指向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。
在电力的生产、传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。
在发电环节，当对发电机的结构和接线采取一些措施后，可以认为发电机供给的是具有基波频率的正弦波形的电压。
谐波的产生主要是来自下列具有非线形特性的电气设备：（1）具有铁磁饱和特性的铁心设备，如：变压器、电抗器：（2）以具有强烈非线形特性的电弧现象的设备，如：气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等；（3）以电力电子元件为基础的电源设备，如：各种电力交流设备（整流器、逆变器、变频器）、相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备等，它们大量的用在化工、电气化铁道、冶金、矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。
以上这些非线形电气设备（或称之为非线形负荷）的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流，也就是说，即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压，但由于它们具有其电流不随电压同步变化的非线形的电压—电流特性，使得流过电网的电流是非正弦波形的，这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成，即产生了谐波，使电网电压严重失真，此外电网还须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。
谐波抑制的方法及其特点
谐波抑制的方法及其特点(总6页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--电力系统谐波抑制方法及其特点分析随着电力电子技术的发展，接入电网的整流、换流设备和其他各种非线性负荷设备日益增加，这些电气设备产生大量的谐波电流注入电网，危及电力设备、用户设备和电力系统的安全运行。
必须采取措施，抓紧治理，抑制电力系统谐波，把电网中的谐波含量控制在允许范围之内[1]。
电力系统谐波抑制是改善电能质量、净化电网的一个重要方面。
对谐波抑制的方法主要有三种途径:第一种是在谐波源上采取措施，从改进电力电子装置入手，使注入电网的谐波电流减少，也就是最大限度地避免谐波的产生；第二种是在电力电子装置的交流侧利用LC无源滤波器和电力有源滤波器对谐波电流分别提供频域谐波补偿和时域谐波补偿。
这类方法属于对已产生的谐波进行有效抑制的方法;第三种就是改善供电环境[2]。
1、降低谐波源的谐波含量降低谐波源的谐波含量也就是在谐波源上采取措施，最大限度地避免谐波的产生。
这种方法比较积极，能够提高电网质量，可大大节省因消除谐波影响而支出的费用，并避免因加装消谐装置而引发的其它负面影响。
具体方法有:增加换流装置的脉动数换流装置是电网中的主要谐波源之一，其产生的谐波主要集中在特征谐波，非特征谐波含量通常很少，特征频谱为:n=kp士1，则可知脉动数p增加，n也相应增大，而工n、工l/n，故谐波电流将减少。
因此，增加整流脉动数，可平滑波形，减少谐波。
例如:当脉动数由6增加到12时，可有效的消除幅值较大的低频项，从而使谐波电流的有效值大大降低。
利用脉宽调制(PWM)技术PWM技术，就是在所需的频率周期内，通过半导体器件的导通和关断把直流电压调制成等幅不等宽的系列交流电压脉冲，可达到抑制谐波的目的。
若要消除某次特定谐波，可在控制PWM输出波形的各个转换时刻，保证四分之一波形的对称性，根据输出波形的傅里叶级数展开式，使需要消除的谐波幅值为零，基波幅值为给定量，组成非线性超越方程组计算各个开关通断时刻，达到消除指定谐波和控制基波幅值的目的。
谐波干扰与抑制
谐波干扰与抑制（南宁浮法玻璃有限责任公司动力分厂，南宁，530031）摘要：本文介绍了谐波的产生、危害、传播途径及相应的抑制措施。
并以浮法玻璃生产线上的主要谐波源为例，列举了谐波干扰及抑制的实例。
关键词：谐波干扰，谐波危害，干扰途径，抑制措施，实例0.引言随着各种电力电子设备的应用日益广泛，大量的谐波电流注入电网，谐波所造成的危害也日趋严重。
现在，许多国家都制定了限制电力系统和用电设备谐波的标准和规范，把谐波管理做为供配电系统的一项重要管理工作。
所以研究和分析谐波的产生、危害和抑制具有重要的实际意义。
1.谐波的产生凡与电力系统连接并向电网输入50Hz以上频率电流的设备，统称谐波源。
谐波叠加在正弦基波上，使基波波形发生畸变。
电网谐波主要来源于三个方面：1.1发电机产生的谐波发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致等原因，发电机磁极磁场并非完全按正弦规律分布，因此感应电动势就不是理想的正弦波，输出电压也就包含一定的谐波。
不过由于发电机设计时采取了许多削弱谐波的措施，因此其输出电压的谐波含量很少。
1.2变压器产生的谐波变压器产生的谐波电流是由其励磁回路的非线性引起的。
变压器的铁心具有非线性，加上正弦电压时，励磁电流产生波形畸变，谐波成分包含以3、5次谐波为主的奇次谐波，其中3次谐波含量可达额定电流的0.5％。
变压器励磁电流的谐波含量和铁心饱和程度有关，施加于变压器的电压越高，谐波含量急剧增加。
注入电网的谐波成分和变压器的连接组别有关，变压器一次侧为△形连接时，3n（n＝1，2，3…）次谐波只在△形绕组内流通，注入电网的只有6K±1（K＝1，2，3…）次谐波。
1.3用电设备产生的谐波1.3.1晶闸管整流装置产生的谐波晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下的部分中含有大量的谐波。
谐波含量随控制角增大而增大，控制角等于90º时谐波含量最大。
探讨电力系统谐波检测及抑制措施
探讨电力系统谐波检测及抑制措施现如今，随着我国电力事业的迅速发展，社会生产水平的提高，对电力系统的稳定性要求越来越高，故涉及系统谐波协调控制和检测优化工作要求也越来严格，因此，本文具体联合电力系统谐波产生规律以及后期不良后果进行详细论证、解析，对抑制不良反应方案进行有机整合，尽量维持电力事业长期可持续发展。
标签：电力系统；谐波检测；抑制措施0 引言各类电子变流设备已经在电力系统工程中得到广泛应用，但是细致节点以及设备自身产生的谐波效应却始终不可改善，相应地给周围工作环境造成深刻影响。
具体表现为：过电压危情极度泛滥、设备性能干扰元素密布，这类现象已经成为系统工程正常运作的主体危害源。
关于这方面研究工作较为复杂，需要将谐波产生、过渡流程计算清晰，之后才能确保抑制出口的开发设计，为精确电气测量工作灌输疏导力量。
1 谐波产生细则论述在整个电力系统工程中，谐波被认为是疑定形态下工频整数倍数的结构模型，在各类暂态变化中，其产生机理是借助大容量电力换流过程以及各类非线性负荷引起，整个畸变电流具体可以分解为基波、谐波电流分量元素。
在这种条件下的基波电压与供电架构的内部抵抗功能几乎毫无关联。
按照目前电力架构形态研究，尤其当变压设备处于正常工作状态时，各类分散隐患不会引起系统电压的波动反应，如若短路状况莫名滋生，就会使得正常工作条件逐渐散去，而后便积压一定数量的谐波含量效应。
系统架构内部的主体谐波源包括整流器械、电压协调设备以及感应炉器具等，而铁道机械运用较大容量的单相整流供电媒介，在具体稳定谐波电流的基础上，还会针对三相交流电管理系统造成一定程度的负荷损害。
此类负荷长期积压，势必造成结构电流的畸变效应，同时对整个通信线路衍生不必要的干扰结果。
2 谐波的具体危害现象分析2.1 绕组之间的热损耗现象结合交流变电设备以及感应电动装置在内部绕组之间产生的热损耗反应进行分析，发现除了谐波电流铜损元素之外，还存在电流突兀交错的附加损耗内容，这使得转子整体损耗数量急剧膨胀。
低压配电系统谐波电流影响分析及抑制措施
低压配电系统谐波电流影响分析及抑制措施【摘要】在非线性电气设备运行中时常会产生谐波电流，若没有得到有效的处理，会直接影响到低压配电系统的运行安全。
本文介绍了低压配电系统谐波电流的危害和现状，结合谐波特点分析了谐波电流对低压配电系统的影响，并提出一些有效的抑制措施。
【关键词】低压配电系统；谐波电流；电容器；抑制措施随着我国社会经济建设步伐的不断加快，科学技术水平得到进一步的提高，开关电源、整流器和变频器等非线性电气设备使用越来越频繁，对供电系统的电能质量要求有所提高。
在非线性电气设备运行过程中势必会产生谐波电流，这不仅影响到配电系统本身的正常运作，而且也会影响到其他电气设备的安全。
谐波电流导致电气设备异常和事故有逐年增长的趋势，已成为了低压配电系统的一大公害。
因此，如何降低谐波对配电系统的危害成为了技术人员急需解决的问题。
本文分析了谐波电流对低压配电系统的影响，寻找有效的抑制措施解决谐波危害，保证配电系统的正常运行。
1.谐波的危害理想的电网提供的电压应该是标准频率和规定的电压幅值。
谐波电流和谐波电压的出现使用电设备所处的环境恶化，对用电设备和通信系统带来了很大的危害，由谐波引起的设备故障不断发生。
2.工厂低压配电系统谐波的现状在工厂中强电、弱电多个系统并存，高压（35kv、6kv）、低压（380v、220v、24v）多种电压等级并存，交流、直流多种供电制并存，所以有效抑制谐波电流创造更好的电磁兼容环境，是保证生产流程正常运转的首要任务。
工厂内存在大量的非线性电气设备，归纳起来有以下几种。
2.1 变配电室直流屏在工厂内有变配电室自用电的直流屏、6kv变电所操作系统的直流屏。
此类设备含有高频开关整流（三相桥）模块、充电器等，所以会产生谐波电流，主要产生5次及7次谐波电流。
2.2 电解整流系统工厂内存在电解铅整流系统，包括zhszk-1600型6kv整流变压器及kiis-8000a/135v型大电流整流柜等设备，其采用三相双反星形桥式整流方式，产生大量的5、7次甚至更高次的谐波电流。
电网谐波危害及应对措施
并联电容器的谐波放大与谐波抑制的措施
院讲师 ， 合肥工业大学电气 工程专 业 ２０ ０４级硕 士研究生 ， 研究 方向 ： 电工技术、 供电技术 。
５ ９
维普资讯
若将 系统 等 效 电感 用 系 统 短 路 容 量 ． 示 ， 式 中 一 串联 电抗 器 等效基 波 电抗 ， 。 ； ｓ 表 Ｘ＝ Ｌ 将电容 ｃ用 电容器组 容量 Ｑ 来 表示 ， 。 则上 式可改 并联 电容 器组 等效基 波容抗 ， ＝ 置 。 ｎＬ 写 为
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屉。 （ ７ ）
图 ３ 串联 电抗 器 防止 谐 波 放 大
实际上 ， 由于供 电 系统 电阻 Ｒ的存 在 ， 际谐 振 实 ｃ 和临界频 率 （ ｏ １ 比上述公 式计 算结 果要 小些 。 ） 。
２ 谐 波放大 的防止与 消 除
２ １ 并联 电容 器组 的临界 容量 ．
关键词 ： 并联 电容 器 ； 波放 大； 谐 串联 电抗 器 ； 谐波抑制 中图分类号 ：Ｍ １ ． Ｔ ７４３
引 言
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在用 户供 电系统 中 ， 并联 电容器 作 为无 功补 偿 设 备得到 了广 泛 的应 用 。供 电系统 中的 电容 器 ， 一方 面 由于其谐波 阻抗小 ， 统高次 谐波 电压会 在 其 中产 生 系
维普资讯
２０ ０ ７年 １ ０月
皖 西 学 院学 报
Ｊｕ ｎ ｌ ｆ ｅ ｔ ｈ ｉＵｎｖ ｒｉ ｏ ｒａ ｓ Ａｎ ｕ ｉｅｓｔ ｏＷ ｙ
Ｏｃ．， ０ ７ ｔ ２ ０ Ｖ０ ． ３ ＮＯ． １２ ５
第２ ３卷第 ５期
并联 电容器的谐波放大 与谐 波抑制的措施
抗器。
令
浅析电网谐波的危害及抑制措施
正常情况下 ． 电电压 为纯正弦量 ， 供 如果 供电给线性 的纯 电阻性 负载 Ｒ 则有 ．
１ 电网谐 波 的产 生
电网在正常情况下 。 电压 ｕ随时间 ｔ 周期性 变化 ， 作 呈正弦规律 ， 函数关系为弦规律 ． 函数关 系为 ｕ ｚ＝ ／ Ｕ ｉ（ ｔ ） （ 、 ｓ ｗ＋ ） ｎ ￣
２１ 年 ０１
第 ３ 期 ５
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｆ Ｒ ＴＯ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｎ
Ｏ电力与能源 ０
科技信息
浅析电网谐波的危害及抑制措施
贾满乾 （ 宁夏 电力公 司固原供 电局 宁夏 固原
７６ ０ ） ５ ０ ０
【 要】 摘 电力 系统理想的电压、 电流波形是正弦波。 由于电力系统 中存在各种非线性元件 ， 电压和 电流波形发生畸 变产生谐波 谐波 但 使 会造成电网的功率损耗增加、 设备 寿命缩短 、 保护功能失常， 还会 引起 变电站局部的并联 或串联谐振 ， 造成 电压互感器等设备损坏 。 本文重 点阐
１ 主要非线性负载装置 ． ３ １ ． 开关 电源的高次谐 波 ： ．１ ３ 开关 电源 由 ５部分组成 ： 一次整流 ， 开关 振荡回路 、 二次整流 、 负载 和控 制 这几个部分产 生的噪声不完伞 一 样 这几种干扰可 以通过电源线等产生辐射干扰 ． 也可 以通过 电源产 生传导干扰 。 １ ． 变电器 空载合闸涌流产生谐 波 ： ．２ ３ 铁心中磁通变化时 ， 会产生 ８ — １ ５倍额定电流的涌流 ．由于线圈 电阻的存在 ． 变压器 空载合 闸涌流 般经过几个周波 即可达到稳定 ． 所产生的励磁 涌流所 含的谐 波成份 以 ３次谐 波为主。 ｈ １ ＿ 单相电容器组开断时的瞬态过电压干扰 ： ．３ ３ 电力电 子调速系统普 ｕ ＝ 、 ２ ｓ （ ｌ ｏ ） （） ／ ｉ ｔ ｔ ｔ ｎｏ＋ｈ 遍应用于工业中改进 电机效率及灵活性设备 ． 调速装置内电力电子器 件对过 电压特别敏感 ． 因此线路 中瞬态过电压会造成调速系统的过电 （） ｘ ￣ｉ（ ｏ￡ ） ＝ ／２ｌｓｎ／ ｌ ｕ 碱 压保护误跳闸 由于与中压母线相连的电容器要经常操作 ， 这意味着 其 中， ｎ ．项称为基波 ， ｓｔｔ ｉｏ 其周期 与原波形 的周期相 同 ， 其他各项 调速系统误跳闸事故 会经常发生 １ ． 电压互感器铁磁谐振过 电压 ： ．４ ３ 在我国 １ｋ 、５ Ｖ等级的 中性点 ０Ｖ ３ｋ 均称 为谐波 由于谐波的频率是基波频率 的整数倍 ． 所有 ｓ ３ ．项称 ｉｗｔ ｎ 不接地 配电网中 ． 为了监视对地绝缘 ． 一般采用 相五柱 式电压互感 为３ 次谐波 ． ｎ ｔ ｔ 称为 ５ ｓ ５ 。项 ｉ ｏ 次谐波等。
供电系统谐波的产生原因和抑制方法
供电系统谐波的产生原因和抑制方法电气系统中的电气设备产生的电压或电流波形非理想的正弦波时，即说明其中含有频率高于50Hz的电压或电流成分，将频率高于50Hz的电流或电压成分称之为谐波。
谐波对电气设备的正常工作有不利影响，因此，研究谐波的危害与抑制方法，对保证电网的电力质量十分必要。
（1）谐波是如何产生的？谐波来自于三个方面：一是发电设备产生的谐波；二是输配电系统产生的谐波；三是供电系统的电气设备（如变频器、电炉等）等产生的谐波，其中以供电系统的电气设备产生的谐波居多，具体如下：1）晶闸管整流设备：由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。
晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。
如果整流装置为单相整流电路时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。
如果整流装置为三相全控桥脉冲整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也含有11次及以上奇次谐波电流。
经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。
2）变频装置：变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的使用的增多，对电网造成的谐波也越来越多。
3）电弧炉、电石炉：由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而注入电网。
其中主要是2～7次的谐波，平均可达基波的8%～20%，最大可达45%。
4）气体放电类电光源：荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。
新能源并网输电电缆谐波谐振及抑制措施
新能源并网输电电缆谐波谐振及抑制措施摘要：光伏或风能发电的选址一般距离配电网很远，所以往往需要通过电缆连接。
由于电缆的寄生电容较大，所以在长电缆中谐波电压谐波共振的问题经常出现。
在电缆终端上加入电阻，可以有效地降低电缆的谐波共振，对电缆的最优的电阻值为电缆特性阻抗。
利用分布式能源并网逆变器，在基本的有功功率输出的同时，通过主动谐波阻抗的控制策略，对纯电阻特性进行连续模拟，实现阻尼谐振宽频域谐波谐振的功能关键词：谐波谐振；有源谐波电阻；谐波电流指令；输电电缆目前国际环境中，能源枯竭问题以及环境污染问题越来越严重，所以新能源的开发越来越受到人们的重视，分布式新能源发电在国际上已经得到了一定的发展，自然界中风能、太阳能等新能源储量丰富且环保，所以风能和光伏发电越来越受到人们的关注。
海上风力发电对环境影响不大，且风力更稳定，发电能力更强。
通过工频交流方式传输，结构简单，成本低。
太阳能储量巨大，但由于辐射能量密度低，所以大型光伏电站需要占用大量的土地。
从风能以及太阳能发电可以看出，新能源发电一般需要通过长距离传输来连接电网。
电缆的使用可以保证传输的可靠性。
但线缆寄生电容会引起较大的谐波共振问题，导致线路谐波的分布不均，导致电缆寿命和老化的差异，甚至危及线路的安全。
采用主动谐波电阻模拟连续谐波频率下的阻抗特性，有效地抑制谐波共振。
然而，由于输出滤波电感的影响，传统主动谐波电阻的电阻特性在频率增加时存在较大误差，影响谐波共振的抑制效应。
本文提出了一种新的谐波电流指令的生成方法，该方法保证了变换器在连续宽频域中具有纯电阻的特性。
传统有源谐波加入微分环节，可以得出滤波器电感阻抗特性的影响结果。
然后通过集中参数的实验结果，对试验方法的正确性以及所用方法的有效性进行验证。
1谐波谐振的危害1.1谐波危害谐波对电力系统的危害主要分为直接和间接两种影响，其中直接影响则主要是对系统元件、测控装置以及其他电子设备造成损伤。
系统元件则主要包括补偿装置、旋转电机、输电线路以及变压器四种；测控装置则主要包括电气计量仪表、继电保护以及自动装置三种，而电子设备则主要指的是微电子装置。
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（3）
I sn
(a)
在电力系统某一有谐波电流注入的母线上，电力系统的 简化接线如图（a）所示。谐波电流源产生的高次谐波电流， 流向基波源，即流向电源侧。In 为负荷的谐波电流，Zsn 为 系统的谐波阻抗，谐波电流流过系统谐波阻抗时产生的电压 降，就是谐波电压： 206 2015 年 12 期
（4） 式（3）、（4）可以看出，进入电容器回路的谐波电流
X s 的 10～14%，忽略 Rs ，则电容
器对 3 次谐波电流将有可能放大 21～30 倍。 图（c）中，系统谐波导纳为：
Ysn G sn jBsn
1 1 Z sn Rsn jX sn
（7 ） ：
压器、线路等设备的电容量很小，而感抗相对很大，因此电 路的自然频率和高次谐波电流频率相比要大得多。谐波共振 现象往往发生在千赫频率以上的范围，而高次谐波电流的幅 值较小，即使被大大地增幅，共振所造成的影响也没有考虑 的价值。 3 电力系统和电容器回路谐波电流的变化 “电力系统和电容器回路谐波电流的变化曲线”相关内 容参见《电力电容器与无功补偿》1996 年第 01 期，本文中 不做论述。 电力系统中的谐波电流一般以 5 次、7 次较大，11 次、 13 次次之，3 次并不严重。当电容器串联了 KL=4%的电抗器 后，3 次谐波电流将被放大，电容器支路中往往电感感抗与 容抗的比值在 KL=6∽7%时，使 3 次谐波电流处于谐振状态。 正常运行时，由于 3 次谐波电流不大并不会感到问题的严重 性。但在电网设备操作时，3 次谐波电流可能较大，且不对 称程度也较大，此时很容易发生电力系统继电保护误动或者 设备损坏的事故，这是应引起注意的。因此，在 3 次谐波电 流较大的场合或在电网枢纽变电所中， 以配备 KL （如 KL=12%） 较大的电抗器为宜。 当谐波源在变压器高压侧，而电容器接在变压器低压侧 时，相当于在电容器回路中串联了变压器电抗。设变压器基 波电抗为 XT，电容器基波电抗为 XC，则可用 XT 与 XC 的比 值近似表示 KL。若已知变压器额定容量 SNT，低压（接入电 容器侧） 额定电压 UNT， 短路阻抗 UK%和电容器额定容量 QNC， 电容器额定电压 UNC 时，可求得 KL 值如下：
In
Icn
Xcn
(b)
In Zsn
I CN
Rsn jX sn In Rsn jX sn jX cn
jX cn In Rsn jX sn jX cn
Rs jnX s In 1 Rs j (nX s X c ) n
jnX c Rs j (nX s 1 Xc) n In
技术创新
并联电容器对电网谐波电流放大作用及抑制措施
李鹏飞 中色科技股份有限公司，河南 洛阳 471039
摘要：大量可控硅整流装置的使用及非线性冲击负荷的存在，使供电系统中产生越来越严重的高次谐波。企业供电系统采用 并联电容器进行无功补偿时，会出现一些特殊现象，如对无功补偿电容器组引起谐振和谐波电流放大，从而导致电容器组因 过负荷或过电压而损坏。本文从在谐波存在的供电系统中接入并联电容器后的等值电路出发，分析了并联电容器对电网谐波 电流的放大机理，并推导出了一系列分析电网谐波电流放大作用的公式。最后总结出避免电容器对谐波电流的放大而危及配 设备安全的抑制措施。 关键词：电力电容器；电力系统；谐波；电流 中图分类号： TM53 文献标识码： A 文章编号：1671-5780(2015)12-0206-02 1 引言 由于可控硅整流装置在供电系统的大量使用，特别是加 工企业轧机主传动装置采用可控硅供电，利用调节控制角来 控制输出功率的变化，加之各系统重叠角的变化，则对供电 系统造成大量的无功冲击并产生高次谐波，当高次谐波含量 达到一定的程度，将对电力设备及电力用户偿时，会出现一些特殊的现象，如对无功补偿电容器组引起 谐振或谐波电流放大，从而导致电容器组因过负荷或过电压 而损坏。电力电容器对电网谐波电流的放大是一个不可忽视 的问题。电容器对谐波电流一般放大 2～5 倍，谐振时可达 30 倍以上。 有报告称贵州某铝厂的电容器串联 6%的电抗器， 对电网 3 次谐波电流放大达 25 倍，最终导致电容器损坏； 石家庄电化厂的电容器对 5 次、7 次谐波电流放大分别达到 2.6 和 5.7 倍，使该厂异步电动机在谐波过载下运行等。因 此，要认识电力电容器对谐波电流的放大作用，才能合理地 配置电容器和电抗器，避免电气参数匹配发生谐振，控制其 谐波电流放大， 确保电容器、 电抗器和整个配电系统的安全。 本文就电力电容器对电网谐波电流的放大机理及高次谐波 对电容器影响的抑制措施作了初步探索。 2 并联电容器对谐波电流放大的机理
In nXs Isn Rsn
Xc n Icn nXL
(c)
为电容器的基波电抗，XL 为串联电抗器的基波电抗。电 力 系 统 基 波 等 值 阻 抗 为 ZS=RS+jXS ， n 谐 波 阻 抗 为 ZSn=RSn+jXSn 进入电力系统和电容器的谐波电流的分配将 因谐波次数的不同而不同，可能出现 ISn＞In，也可能出现 Icn＞In。当 ISn＞In 时，称为系统谐波电流放大，或称为 谐波电流放大；当 Icn＞In 时，称为电容器谐波电流放大； 当 ISn＞In 和 Icn＞In 同时发生时， 称作谐波电流严重放大。 若接入系统的电力电容器为纯电容元件[即图 （c） 中小 XL=0]， 则可得出谐波电流的分流算式为：
I sn
nX s Rs
jX cn I n jQI n Rs
（6 ）
即 使 很 小 的 高 次 谐 波电 流 也会 被 放 大 Q 倍 。 这 里
Q
，为电场能量和磁场能量与有功功率的比值，称
为电路的品质因数。长期在低次谐波共振条件下运行对电容 器是相当不利的。 系统 Rs 较小，仅为
Isn Zsn
U n I n Z sn Z sn Rsn jX sn Rsn jnX s
Rsn jn
2 Un S k( 3)
（1 ）
（2 ）
式（1）、（2）可以看出，系统的谐波电压与系统的谐 波阻抗成正比，即与系统的三相短路容量大小成反比。三相 短路容量大，系统阻抗小，三相短路容量小，系统阻抗大。 当在母线上接有并联电力电容器时，其系统的简化电路 图如图（b）所示，对应的等值电路及电流分布示意图如图 （c）所示。ISn 为流向系统的谐波电流，进入电力电容器的 谐波电流为 Icn，XC
I cn
和流入系统的谐波电流
I sn
均大于谐波电流
In
，这就是电容器对谐波电流的放大现象。较大的
中国科技期刊数据库 科研
I cn
使电容器过负荷。最为严重的情况是：当
nX s
抗
1 系统等值阻抗 nX s 和电容器组回路的容 X c 时， n
1 X c 构成谐振条件，电路即发生了电流谐振。此时， n R jX sn I cn sn I n (1 jQ) I n （5） Rs