电力系统中高次谐波的危害及抑制措施
电网中高次谐波的危害及抑制措施标准版本
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引言随着电力电子器件及微电子技术的迅速发展，大量的非线性用电设备广泛应用于冶金、钢铁、能源、交通、化工等工业领域，如电解装置、电气机车、轧钢机械和高频设备等接入电力网，是电网的谐波污染状况日益严重，降低了系统的电能质量。
1. 谐波产生的原因电力网中的谐波有多种来源，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。
在其它几个环节中，谐波的产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备：(1)具有铁磁饱和特性的铁芯没备，如：变压器、电抗器等；(2)以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备，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开关电源设备，如：各种电力变流设备(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，它们大量的用于化工、电气铁道，冶金，矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。
以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流，即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压，但由于它们只有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压、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，此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。
接入低压电力系统的非线性设备产生的谐波电流可分为稳定的谐波和变化的谐波两大类。
稳定的谐波电流是指由这种谐波的幅度不随时间变化，如视频显示设备和测试仪表等产生的谐波，这类设备对电网来说表现为恒定的负载。
电网高次谐波的危害及抑制措施
声 ； 发 电机还 会 产生 强 烈振 动 ；３ 使 电介 质 加速 老 对 （） 化 ； 一些 具有 容性 的 电气设 备 发 热 、 炸 和 着火 ； 使 爆 使 具有容性 的 电气 材料 过热 和提前 损 坏 ；４ 对系统 中的 （） 控 制保 护及 检 测装 置造 成 一定 的影 响 ， 其 是 利 用相 尤
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《 电气 开关 ） ２０ ． ｏ ３ （０ ７ Ｎ ． ）
６ １
文章编 号 ：０ ４ ２ ９ ２ ０ ） ３ ０ １ ２ １ ０ － ８ Ｘ（ ０ ７ ０ —０ ６ —０
电网高 次谐波的危害及抑制措施
吕来泰
（ 龙 江 省 双 鸭 山矿 业 集 团 ， 鸭 山 １ ５ Ｏ ） 黑 双 ５ １ Ｏ
毁 ；６可 能引 起某 一高 次谐 波 网络 并联 谐 振过 电压 ， （）
对 电网用 电设备 绝缘造 成一 定影 响 。
ｃ ｓ ￣ － ｏ６ ｔ ｃｓ∞＋… ） ｏ８ ｆ
一 ｃ 南 ｏ ｓ ４
２ 高次谐 波发生 的规律
解 决 电网的 高 次谐 波 的影 响 ， 先 必须 掌握 高 次 首 谐波发 生 的规律 ， 才能有 针对 性地 采取抑 制措 施 。 了 为 分析 问题 的方便 ， 假设触 发 角 口 。 ＝０
位或 频率 原理工 作 的一些保 护装 置和 控制 装置 影响更 为严重 ， 可能 出现 保 护误 动 作 的现 象 ； ５ 使 接 入 电 有 （）
除直 流分 量 外 ， 有基 波和 其它 偶 次谐 波 ， 以上 的 还 ２次
谐 波 叫高 次谐 波 。同时高 次谐 波的幅值 随 着谐 波次数 的增 大而 减小 ， 当谐 波次 数增大 到一 定值 ， 其谐 波幅值
浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施
浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施变频器是一种用于改变电源频率的电器设备，广泛应用于电机驱动、电力电子设备等领域。
在变频器的工作过程中会产生高次谐波，而高次谐波的存在会给电力系统带来危害。
本文将从高次谐波的危害和抑制措施两个方面进行探讨，并给出一些相应的解决方案。
变频器产生的高次谐波对电力系统的危害主要有以下几个方面。
1. 电力系统损耗增加：高次谐波会导致系统电源供应波形变形，进而增加系统中电能传输线路和设备的损耗。
特别是在电子产品大量使用的现代化设备中，高次谐波的存在会导致设备工作效率低下，使用寿命缩短。
2. 系统电能质量下降：高次谐波会导致系统电压波形变形，从而引起电能质量下降。
高次谐波会造成电压失真，使得供电电压与设备额定电压不匹配，进而引起设备故障。
3. 对其他设备的干扰：高次谐波会通过电力系统传导和辐射的方式影响到其他设备，造成其工作异常。
尤其是对于精密仪器、控制设备等敏感设备来说，高次谐波的干扰会导致其工作不稳定、数据误差等问题。
为了抑制变频器产生的高次谐波，可以从以下几个方面进行措施。
1. 滤波器：在变频器的输出端或者输入端加装合适的滤波器，可以有效地抑制高次谐波。
滤波器的主要作用是将高次谐波滤除或减小到安全范围内。
在选择滤波器时，需要考虑其频率特性和功率容量等因素。
2. 分析和设计：在变频器的设计过程中，可以通过仿真和分析的方式来预测高次谐波的产生，并采取相应的措施，如优化输出滤波器、改进控制策略等，以减小高次谐波的产生。
3. 优化电网：改善电力系统的供电条件，可以减小高次谐波的影响。
合理布置电力设备，减小谐波传导和辐射的路径，也能有效地抑制高次谐波的传播。
4. 教育和培训：加强对变频器高次谐波危害和抑制措施的教育培训，提高从业人员对高次谐波的认识和理解，培养其解决和处理高次谐波问题的能力。
变频器产生的高次谐波对电力系统和相关设备都会带来危害。
我们需要重视高次谐波问题，采取相应的措施进行抑制。
谐波对电力系统的危害及抑制措施
２ １ 对并联电容器的影响 ．
谐 波对并 联 电容器 的影 响较 大 。 ①谐 波 电流 叠
图 １ 半 波整流器
加在电容器的基波电流上 ， 电容器的电流有效值增 使 大， 温升加剧， 引起 电容器的过热而损坏 。②谐波电
压叠 加在 电容器 的基 波 电压上 ， 仅会 使 电容 器 的电 不
ｅｓｏ ＋… ） ｏ ｏ ４ｔ （） ２
由式 （） 以看 出 ， 过半 波整 流 器 的 电流 中含 ２可 流
有２ 次谐波 、 ４次谐波等 高次谐 波成分， 因此 电网在 给这些非线性负载供 电时就不可避免地要流过谐波
电流 ， 而对被 谐 波流经 的设 备造 成不 良影 响 。在 电 从 力 系统 中将 这 种 会 产 生谐 波 的设 备 称 之 为 谐 波 源 。 常见 的谐 波源有 ： 流设 备 、 换 电气 化 铁 道 、 电弧 炉 、 日 光灯 、 用 电器 、 家 各种 电子 节 能控制 设备 以及 发 电机 、
波形 发 生 畸变 ， 由正 弦 波变 为 非 正 弦 波 。近 年来 ， 随 着 电力 电子 技术 的发展 ， 种新 型用 电设 备不 断 面世 各
（： ０ Ｔ／２＜ ≤Ｔ ｆ ｆ ０ ｔ≤ ）Ｌ ｎ ≤
将式（ ） １用傅里叶级数展开得到 ：
（ １ ）
使用 ， 各种非线性负载 日益增加 ， 导致大量谐波 电流
ｍｏ ｉ ｆ ｏ ｒｓ ｓ ｍ ｒ ｒｖ ￣ １ ｎｃ ｏ ｐ ｗｅ ｔ ａｅ ｐｏ ｏ ． ｙ ｅ
Ｋｅ ｏ ｄ ：ｌ ｙｗ ｒｓ ｌ ｉ ｈ ｒ ｎ ｃ ｏ ｅ ｙ ｔｍ ｈ ｒ ａ ｍｏ ｉ ；ｐ ｗ ｒｓ ｓ ｅ ａｍ；ｓ ｐ ｒｓ ｉｎ ｎ ｓ ｒ ｕ ｐｅ ｓｏ ￣ａ ｕ ｅ
高次谐波产生的原因、危害和抑制的措施
ｌ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ２
甘
肃
电
力
技
术
高 次谐 波 产 生 的原 因 、危 害和 抑 制 的措 施
李 明
（ 兰州电力高级技工学校 甘 肃省 兰 州市
【 摘 ７０４ ） ３０ ６
设备越来越 多地问世和使用 ，高次谐 波的影 要 】 随着 电力电子技术的飞速发展 ，各种新型用 电 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
到 电 网基波 上 ，引起 电网 电压波 形 畸变 。供 电系 统
中谐 波 的发生 主 要是 由两 大 因素 造成 的 ：
另外 ，相 同频 率 的谐波 电压与 谐 波 电流 要产 生 同 次 谐波 的有 功功 率与 无 功功 率 ，从 而 降低 电网 电压 ，
浪 费电网 的容 量 。
电路 ，容 易受谐 波 影 响 ，产 生误 动或 拒动 。这 样 ，
谐波 将 严重 威胁 供 配 电系统 的稳 定与安 全运行 。
２ １ ２ 影 响 电 网的质量 ．．
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高 次谐波 产生 的原 因 、危 害和抑 制 的措施 形 变 得越 差 ，则 磁 滞损 耗 越大 。同时 由于 以上 两方
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 。
２２ 对 电力设备 的危害 ．
２ ２ １ 对 电容器 的危害 ．．
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
高次谐波的危害及其抑制措施
高次谐波的危害及其抑制措施作者：郭书英来源：《装饰装修天地》2015年第04期摘要：随着现代科学技术的发展及人民生活水平的提高，电子信息设备、电力电子换流设备在工业领域大量涌现，气体放电灯、电子镇流器在工厂、公共建筑照明设计中大量应用，变频空调、电视机、计算机等家用电器的用电负荷也越来越大，使得在配电系统的工程设计中遇到越来越多的谐波源。
如何进行谐波治理、提高供电质量这个问题一直困扰着我们广大的设计者。
本文主要阐述了工业与民用配电系统中常遇到的谐波源及其产生的原因和危害，并提出针对性的抑制措施。
关键词：配电系统；工程设计；谐波源谐波污染；谐波抑制一、谐波治理的必要性随着现代科学技术的发展及人民生活水平的提高，电子信息设备、电力电子换流设备在工业领域大量涌现，气体放电灯、电子镇流器在工厂、公共建筑照明设计中大量应用，变频空调、电视机、计算机等家用电器的用电负荷也越来越大，使得在配电系统的工程设计中遇到越来越多的谐波源。
如何进行谐波治理、提高供电质量这个问题一直困扰着我们广大的设计者。
电力电子设备等非线性负载产生的高次谐波，增加了电力系统的无功损耗。
配电系统的合理设计、用电设备的正确选型（尤其谐波指标的确定）对于提高电能使用效率至关重要。
因此，国家对公共电网、用户配电系统均规定了谐波限值。
要求对公共电网，电力公司向用户提供的电能质量应符合《电能质量公共电网谐波》GB/T14549-1993的要求。
对用户配电系统，电力系统公共连接点（电压侧）的谐波电压（相电压）限值及全部用户向该点注入的谐波电流分量（方均根）均不能超过规定值，对不符合该规范要求的，应采取措施，直至符合该规范的要求为止。
二、常见的谐波源及其产生的原因1.基本概念交流电网中，由于许多非线性电气设备的投入运行，其电压、电流波形实际上不是完全的正弦波形，而是不同程度畸变的非正弦波形。
非正弦波通常是周期性电气分量，根据傅里叶级数分析，可分解成基波分量和具有基波分量整数倍的谐波分量。
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。
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
电网中高次谐波的危害及抑制措施
电网中高次谐波的危害及抑制措施王 博Ξ(胜利石油管理局海洋钻井公司,山东威海 264209)摘 要:电子技术在电力系统中的应用优化了电力系统,同时也给电力系统带来了严重的谐波污染问题。
高次谐波已成为电力系统的最大“公害”,必须采取有效的措施来加以抑制。
本文介绍并且分析了胜利二号钻井平台电网中谐波污染的原因及对系统设备造成的危害,并探讨了其有效的抑制方法。
关键词:高次谐波;电网;谐波抑制 2006年春,胜利二号钻井平台更换了电站和SCR 系统,使平台的生产能力得到了极大的提高,但是由于采用了大量的非线性的电子产品形成的用电设备,如晶闸管和高频设备等接入电力网,使平台电网的谐波污染状况日益严重,大负荷运转状态时谐波分量超过30%,极大的降低了平台电力系统的电能质量。
1.谐波产生的原因电力网中的谐波有多种来源,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。
接入低压电力系统的非线性设备产生的谐波电流可分为稳定的谐波和变化的谐波两大类。
稳定的谐波电流是指谐波的幅度不随时间变化,如视频显示设备和测试仪表等产生的谐波,这类设备对电网来说表现为恒定的负载。
由激光打印机、复印机等产生的各次谐波的幅值随时间变化,称之为波动的谐波,这类设备对电网来说是一个随时间变化的负载。
变化的谐波产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备:(1)具有铁磁饱和特性的铁芯设备,如:变压器、电抗器等;(2)以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备,如:交流弧焊机等;(3)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,并且这些设备大量的使用于钻井平台。
以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流,即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压,但由于它们只有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压、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,即产生的谐波,使电网电压严重失真,此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。
浅谈电网谐波的危害及抑制措施
量 的 电力 晶 闸管 可 控 开 关 设 备 等 ， 们 大 量 的 用 于 化 工 、 它 电气 铁 道 ， 冶 ３１ 同 步 电 机 在 结 构 上 采 用 分 布 和 短 距 绕 组 ，消 除 了 一 些 主 要 的非 ． 金 ， 山等 工 矿 企 业 以 ， 乏 各 式 各 样 的 家 用 电 器 中。 非 线 性 表 现 为 零序 性 质 的 谐 波 ． 采 用 线 电 势 输 出方 式 ， 除 了零 序 性 质 谐 波 的影 矿 及 其 又 消 交流 波 形 的开 关 切 合 与 换 向特 性 。 响， 因此 可 以认 为 同 步 发 电 机 不 向 系 统 送 出 谐 波 电 势 。 ３２ 三 相 整 流 变 压 器 采 用 Ｙ ． ｄ或 Ｄ ｖ联 结 ，由 于 ３次 及 ３的整 数 倍 次 ２ 谐 波 的 危 害 谐 波 电 流在 三 角形 联 结 的 绕 组 内 形 成 环 流 ， 星 形 联 结 的绕 组 内 不 可 而 ｖ联 结 的 三 谐 波 的 危 害 表 现 为 引 起 电气 没 备 （ 电机 、 压 器 和 电 容 器 等 ） 加 能 产 生 ３次 及 ３的整 数 倍 次谐 波 电流 ， 因此 采 用 Ｙｄ或 Ｄ 变 附 能 损耗 和发 热 ， 发 电机 的额 定 输 出功 率 降 低 ， 矩 降低 ． 压 器 温 度 升 相整 流 变压 器 ， 使 注 入 电 网 的 谐 波 电 流 中 消 除 ３次 及 ３的整 数 倍 次 使 转 变 负 高 ， 率 降 低 ， 缘 加 速 老 化 ， 短 使 用 寿 命 ， 至 损 坏 。 低 继 电 保 谐 波 电 流 。 又 由 于 电 力 系 统 中非 正 弦交 流 电 压 或 电 路 通 常 是 正 、 两 效 绝 缩 甚 降 不 因此 采 护、 制、 控 以及 检 测 装 置 的 工 作 精 度 和 可 靠 性 等 。 波 注 入 电 网后 会 使 半 波 对 时 间 轴 是 对 称 的 ， 含 直 流 分 量 和 偶 次 谐 波 分 量 采 用 ， 谐 ｄ或 Ｄ Ｙ联 结 的 三相 整 流变 压 器后 ，注 入 电 网 的 谐 波 电流 只有 ５ 、 尤 功 功 率 加 大 ， 率 因 数 降 低 ， 至 有 可 能 引 发 并 联 或 串联 谐 振 ， 坏 用 Ｙ 功 甚 损 ７ １？ 等次 谐 波 。 这 只抑 制 高 次 谐 波 最 基 本 的 方 法 。 、 ｌ？ 电气 设 备 以及 干 扰 通 信 线 路 的正 常 工 作 。 ３３ 增 加 整 流 变 压 器 二 次 侧 的相 数 。整 流变 压 器 二 次侧 的相 数 越 多 ， ． 供 电系 统 中的 谐 波 危 害 土 要 表 现 在 以 下 几 个 方 面 ２１ 对 电动 机 和发 电机 的 影 响 。谐 波 电 流 和 电 压 对 感 应 及 同步 电 动 整 流 波 形 的脉 波 数 越 多 。其 次数 低 的谐 波 被 消 去 的也 越 多 。 ． ． 机 的危 害 主 要 是 产 生 附 加 的 损 耗 和 转 矩 。 于 集 肤 效 应 、 滞 、 流 等 ４使 各 台整 流 变 压 器 二 次侧 互 有 相 角 差 。多 台相 数 相 同 的 整流 装 置并 由 磁 涡 使整流变压器 的二次侧 互有适 当的相 角差 ， 与增加二次侧 这 随着 频 率 的增 加 而 使 在 旋 转 电 机 的铁 心 和 绕 组 中产 生 的 附 加 损 耗 增 列运行 ， 也 加 而 引 起 额 外 的温 升 ， 些 额 外 损 失 将 导 致 电 动 机 效 率 降 低 ， 影 响 的相 数 效 果 相 类 似 ． 能 大 大 减 少 注 入 电 网 的 高次 谐 波 。 这 并 ． 转矩 ， 虽对 电动机 的平均转矩 的影响不大 ， 谐波会产 生显著 的脉冲 ３４ 采 用 无 源 滤 波 器 加 以抑 制 。无 源 滤 波 器 安 装 在 电力 电 子 设 备 的 但 交 流 侧 ， Ｌ Ｒ、 由 、 Ｃ元 件 构 成 谐 振 回路 ， 滤 波 器 的 各 组 Ｒ Ｌ Ｃ 回路 使 — — 转 矩 ． 能 比现 电 机 转 轴 扭 曲 振 动 的 问 题 。 可 、 １… 使 ２２ 对 变 压 器 的 影 响 。谐 波 电 流 使 变 压 器 的 铜 耗 增 加 ， 别 是 ３次 及 分 别 对 需 要 消 除 的 ５ ７、１ … 等 次 谐 波 进 行 调 谐 ， 之 发 生 串联 谐 ． 特 从 其 倍 数 次 谐 波 对 三 角 形 连 接 的变 压 器 ， 在 其 绕 组 中形 成 环 流 ， 绕 振 。 由于 串联 谐 振 回路 阻 抗 极 小 ， 而 使 这 些 谐 振 电 流 被 它 分 流 吸 收 会 使 组 过 热 ： 星 形 连 接 的 变 压 器 ， 绕 组 中 性 点 接 地 ， 该 侧 电 网 中 分 布 而 不 注 入 公 用 电 网 中 去 。 对 当 而 ． 向 电容 较 大 或 者 装 有 中性 点 接 地 的 并 联 电 容 器 时 。 能 形 成 ３次谐 波 谐 ３５ 采 用 有 源 滤 波 器 加 以抑 制 。利用 可 控 的功 率 半 导体 器 件 ， 电 网 可 使 振 ， 波 使 变压 器 的 铜 耗 和铁 耗 增 大 ， 此 要 减 少 变 压 器 的 实 际使 用 中输 入 与原 有 的谐 波 电流 幅 度相 等 相位 相 反 的 电 流 ． 电 网 中 的 总谐 谐 因 波 电 流 趋 向于 零 ， 到 实 时补 偿 谐 波 的 目 的 。 达 容 量 。 除 此 之 外 ， 波 还 导 致 变 压 器 噪声 增 大 ． 时 还发 出 金属 声 。 谐 有 ． ｙｌ 由 ｙｌ联 ２３ 对 输 电 线 路 的 影 响 。由 于输 电 线路 阻抗 的频 率特 性 ， 路 电 阻 随 ３６ 选 用 Ｄ ｎ１联 结 的 三 相 配 电变 压 器 。 于 Ｄ ｎ１ 结 的三 相 配 电 ． 线 使 着 频 率 的 升 高 而 增 加 。 在集 肤 效应 的 作用 下 ， 波 电 流 使 输 电线 路 的 变 压 器 的高 压 绕 组 为 三 角 形 联 结 ， ３次及 ３的 整 数 倍 次 的 高 次 谐 波 谐
供电系统高次谐波的危害和防治
供电系统高次谐波的危害和防治’郑新阳(中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院，河南郑州450052)应用科技【}商要]简要介绍了供电系统高次谐波的来源、危害性，并针对其形成机理分析了减少和减轻高次谐波的可行}生方案。
另外，还对遏制高次谐渡的具体方法进行了讨论。
[关键词】高次踏波；危害；防治措花国民经济的发展日新月异、科技水平和人民生活水平也在不断地提高，要顺这样的时代潮流铁路运输就必须做到安全高效。
要保证铁路运输安全高效的运行，如何提高供电质量和可靠性也就成为了我们电力专业目前工作的重点。
众所周知影响供电质量和可靠供电的不利因素较多，其中高次谐波对供电系统的影响及危害就不容忽视。
1高次谐波的危害高次谐波可以对供电系统的电力、电子设备及其通信产生较大的影响、甚至造成危害。
1．1对供电系统电力设备的影响和危害1)发电机、电动机、变压器：高次谐波电流可使设备内部的线圈、铁芯的阻抗因发热而增加，严重时还会造成损坏。
2)电容器：高次谐波电流可使电容器过载、发热。
同时还会使已经存在的谐波和电压峰值加大，造成更大的破坏性。
3)低压供电系统：高次谐波电流可使低压供电系统中中性线电流过大，最大时可达到相线电流的两倍以上。
即便在三相负荷平衡时，也不能抵消。
12对供电系统电予设备的影响和危害1)电气仪表：高次谐波电流可对设备内部的线圈产生影响，造成误差。
2)电子计算机、微机保护部件、精密仪表：高次谐波电流会影响他们的正常运行，导致误动作或数据错误。
1．3对通信线路的影响和危害通信线路：高次谐波电流会对通信线路产生静电干扰和电磁干扰。
2高次谐波的形成原因及主要来源21高次谐波的形成原因正常供电时电压的波形应为正弦波，由于大量使用非线性设备而产生了高次谐波。
这是由于，非线性元件在供电电压的作用下吸收了非正弦波电流，各次谐波电流在电网的阻抗都分会产生谐波压降；这些谐波压降i勘瞌基波上，会使正弦波电压产生畸变。
22高次谐波的主．要来源1)整流设备：电解整流设备(特别是大功率设备)依据其整流相数的不同，可以产生5、7、”、13、17、19等高次谐波。
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。
浅析电力系统谐波的产生、危害及抑制措施
浅析电力系统谐波的产生、危害及抑制措施摘要：本文主要介绍了电力系统中产生谐波的主要原因，对电网系统的危害及抑制谐波的方法。
关键词：电力谐波；谐波产生；危害；抑制措施1 前言在理想的情况下，电力系统中三相交流发电机发出的电压，其波形基本是正弦波，但随着电力电子设备技术的发展、电弧炉、变压器等设备容量的加大、家用电器的增多等原因，向电网注入谐波，造成系统电压、电流波形畸变，电能质量下降，危害电力系统及用户的安全与经济运行。
2 电力谐波的产生2.1 发电源质量不高产生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和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来讲很小，可以忽略。
2.2 输配电系统产生谐波输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。
它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。
铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。
2.3 用电设备产生的谐波2.3.1 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。
我们知道，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，在接感性负载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6脉整流器，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，也还有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。
电力系统中谐波的危害及抑制
电力系统中谐波的危害及抑制摘要：电力系统谐波是衡量电能质量的一项重要指标，随着电力系统谐波污染日益严重，已严重影响到电力系统的正常运行，为了维护电力系统的可靠运行，谐波治理势在必行。
本文分析了谐波的危害并提出了相应的治理方法以及参数的设计，并对添加无源滤波装置的系统进行了仿真分析。
关键词：电力系统谐波抑制滤波在2 0 世纪2 0 到4 0 年代，德国研究者由静止汞弧变流器引起的波形畸变提出了电力系统谐波的概念[1]。
近年来，随着高压直流输电系统的不断推广，变频器、电弧炉、电力机车等非线性负载的大规模应用，使得电力系统污染也越来越严重，引发了许多的问题，对谐波的分析和抑制逐渐引起了人们的关注和高度重视，因此谐波治理的研究具有十分重大的意义。
1 谐波的产生1.1 电源本身造成发电机受制技术上的限制往往造成电枢表面的磁感应强度分布稍稍偏离正弦波，因此产生的感应电动势也会稍稍偏离正弦电动势，致使产生的电流稍偏离正弦电流。
1.2 非线性负载所致（1) 在电力系统输电和配电环节中．存在大量的变压器及电力电子开关，变压器铁心饱和致使产生谐波电流。
(2) 整流器和逆变器大量使用产生的谐波电压、电流。
电动机变频器调速过程中要产生大量的高次谐波，对用电设备，仪器仪表造成很大的影响。
(3) 现代炼钢工业中电弧炉容量和数量不断增加引起电压波动，电弧电流变化很不规则，三相电流不平衡并且发生畸变，产生大量的谐波电流。
(4) 家用电器中含有大量的电力电子元件，应用广泛，规模较大，对电网造成一定程度的谐波污染。
2 谐波的危害(1）会导致输电配电系统中变压器绕组发热增大，用电设备无法正常工作，大量的谐波会导致使电流幅值增加，从而可能造成线路超负荷，发热增加，损耗增大。
(2）影响继电保护的可靠性，谐波对继电保护装置精度有影响，可能使其误动或拒动，危害电力系统的安全稳定运行。
(3）高压直流输电中，直流换流站工作时会产生高频噪声，干扰电力通信，影响测量和控制仪器的正常工作。
电力系统谐波的危害和治理
电力系统谐波的危害和治理【摘要】随着电力电子装置的应用日益广泛,电网中的谐波污染也日益严重，已经引起了相关部门的关注，为了整个供电系统的供电质量，必须对谐波进行有效的检测和治理。
【关键词】电力电子技术谐波治理【正文】随着我国工业化进程的迅猛发展，电网装机容量不断加大，电网中电力电子元件的使用也越来越多，致使大量的谐波电流注入电网，造成正弦波畸变，电能质量下降，不但对电力系统的一些重要设备产生重大影响，对广大用户也产生了严重危害。
了解谐波产生的机理，研究和清除供配电系统中的高次谐波，对改于供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。
一何为谐波二谐波的危害1.对供配电线路的危害（1）影响线路的稳定运行供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备的安全。
但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作，因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。
晶体管继电器虽然具有许多优点，但由于采用了整流取样电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。
这样，谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。
（2）影响电网的质量电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。
如民用配电系统中的中性线，由于荧光灯、调光灯、计算机等负载，会产生大量的奇次谐波，其中3次谐波的含量较多，可达40%；三相配电线路中，相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加，使中性线的电流值可能超过相线上的电流。
另外，相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率，从而降低电网电压，浪费电网的容量。
2.对电力设备的危害（1）对电力电容器的危害当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。
对于膜纸复合介质电容器，虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1.38倍;对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍,但如果谐波含量较高,超出电容器允许条件,就会使电容器过电流和过负荷,损耗功率超过上述值，使电容器异常发热，在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。
谐波的危害与治（三篇）
谐波的危害与治引言随着现代科技的发展，谐波问题在各个领域中日益突出。
谐波是指在电力系统或电子设备中，在基频上产生的频率是基频的整数倍的特殊电压或电流成分。
尽管谐波本身并不造成太大的危害，但长期存在的谐波问题会导致设备的过载、故障、减寿等问题，甚至可能对人体健康产生负面影响。
因此，对谐波进行合理治理和控制是至关重要的。
本文将探讨谐波的危害以及治理范本。
一、谐波的危害1.设备故障和过载在电力系统中存在谐波电流时，会导致设备的过载和故障。
谐波电流会加大设备的电流负荷，使得设备运行在额定负荷以上，从而加速设备的老化过程，减少设备的使用寿命。
并且，谐波电流还会产生额外的热量，进一步加剧设备的过载，从而引发设备的故障。
2.能源浪费和降效谐波电流会导致能源的浪费。
谐波电流在电力系统中流动时，由于产生压降、损耗等现象，会导致能源的损失。
此外，谐波电流在设备内部的传导和流动过程中也会产生额外的功耗，进一步降低了设备的效率。
3.电网负面影响谐波电流会对电网产生负面影响。
大量的谐波电流会导致电网的电压和电流波形失真，进而影响电网的稳定运行。
在严重的情况下，甚至会导致电网的故障和瘫痪。
4.对人体健康的危害谐波电流还可能对人体健康产生负面影响。
长时间暴露在高谐波电压或电流环境中，可能导致头痛、失眠、神经衰弱等症状。
并且，据研究表明，长期暴露在谐波电流环境中，还可能增加患癌症、心脏病等疾病的风险。
二、谐波治理的范本1.谐波源控制谐波问题的治理首先要从源头入手，减少谐波电流的产生。
可以采取以下措施来控制谐波源：（1）对发电设备进行合理规划和设计，降低发电设备的谐波产生；（2）采用高质量的电力电子设备和组件，降低设备本身产生的谐波；（3）合理设计电力系统的连接和布线，降低谐波电流的传播和影响范围。
2.谐波抑制装置的应用谐波抑制装置是指一种专门用于抑制谐波现象的设备。
通过安装谐波抑制装置，可以有效地降低谐波电流的水平，减小谐波的影响。
高压电网谐波的危害性分析及抑制措施
质老化 ， 缩短使用寿命 。在一定条件下 ． 谐波极 易与无 功补偿 电容器组发生谐振或谐 波放大 ． 从 而导致 电容
器 因过 负 荷 或 过 电压 而损 坏 ：交 流 电 网 的 电压 畸 变 可 能 引起 常 规 变 流 器 控 制 角 的 触 发 脉 冲 间 隔 不 等 ． 并 通 过 正 反馈 放 大 系 统 的 电压 畸 变 ． 使 整 流 器 的 工 作 不 稳 定， 对 逆 变器 ． 则 可 能 发 生 连 续 的 换 相 失 败 而 无 法 正 常工作 ． 甚至损坏换相设备 。
（ Ｓ ｈ ａ ｏ ｎａ ｇ ｎ Ｑｉ ｎ ｇ ｎ ｅ ｎ ｇ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｌ Ｔ Ｄ， Ｓ ｈ ａ ｏ ｇ ｕ ａ ｎ ５ １ ２ ０ ２ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｉ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｒ ｅ ｎａ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｎｄ ａ ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ — ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．
Ｃｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｓｕ ｐ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｈｉ ｇ ｈ Ｖｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｈａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ
ＸｕＮｉ ｎ ｇ
电 力 系 统 解 决 方 案
高压 电网谐波 的危害性 分析及抑 制措施
许 宁
（ 韶 关 市擎能 设计 有 限公 司， 广 东 韶关 ５ １ ２ ０ ２ ６ ） 摘 要 ： 分析 电力 系统 中产 生谐 波 的原 因及 其危 害， 并介 绍谐 波 治理 方法 。
论供电系统中的谐波污染及抑制措施
电及 用 电 设备 的有 效 容 量 和 效 率 ， 造成设备浪 费、 线路 浪 费和
电能 损 失 ：
电力 系统 谐 波 是 指 电流 中所 舍有 的频 率 为基 波 的整 数 倍
的电量． 一般 是 指 对 周 期 性 非 正 弦 电量 进 行 傅 利 叶 级 数 分 解 ，
（ ２） 导 致 配 电 系统 共 振 ， 危 及 系统 安 全 ； （ ３） 引起 无 功 补偿 电容 器组 谐 振 和 谐 波 电流 放 大 ， 导 致 电
电子 器件 都是 非线 性 电 力 负荷 ， 工作 处 于 非 线性 状 态 ， 在 高 效
利 用 电能 的 同时也 向 电 网加 栽 大 量 的谐 波 电流 。
一
般 情 况 下我 们 在 进 行 谐 波 分 析 的 时候 只 考 虑 电力 系统
中存 在 的奇 次 谐 波 ， 而不 考 虑 偶 次谐 波 ， 这 主要 是 因 为 以 下 两
一
既 浪 费 电 能 又加 速 绝 缘 老化 ； 率的 整 数倍 ， 因此 ， 我 们 也 常 称 它为 高次 谐 波 。 谐 波 实际 上是 加 功 率损 耗 和 发 热 ． （ ５ ） 导 致峰 值 电压 增 加 ， 损 伤 了介 质 的 绝 缘 强 度 ， 进 而 导 种 干扰 量 ， 使 电 网 受到 “ 污染” 。 致设 备 使 用寿命 缩短 ；
表 现 在 如 下几 个方 面 ： （ １ ） 增加 电 力设 施 负荷 ， 降低 系统 功 率 因数 ， 降低发 电、 输
２ 谐 波 的定 义
国际 电工 标 准 中谐 波 的 定 义 ： “ 谐 波 为 一周 期 渡 或 量 的正 弦 波 分量 ． 其频 率 为基 波 频 率 的 整数 倍 ” 。
电力系统中的谐波分析及消除方法
电力系统中的谐波分析及消除方法摘要：本文针对电力系统中普遍存在的谐波问题进行了分析研究，首先概述了谐波的危害，然后介绍了三种谐波检测的方法，最后从改造谐波源的角度提出了几种谐波抑制方法。
关键词：电力谐波检测治理0 引言目前，谐波与电磁干扰、功率因数降低被列为电力系统的三大公害，因而了解谐波产生的机理，研究和清除供配电系统中的高次谐波，对改于供电质量、确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。
1 电力系统谐波危害1.1 谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。
大量三次谐波流过中线会使线路过热，严重的甚至可能引发火灾。
1.2 谐波会影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等故障，变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，绝缘部分老化、变质，设备寿命缩减，直至最终损坏。
1.3 谐波会引起电网谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器，电网谐振常会使之烧毁。
1.4 谐波会导致继电保护和自动装置误动作，造成不必要的供电中断和损失。
1.5 谐波会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给供电部门或电力用户带来直接的经济损失。
1.6 谐波会对设备附近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声，降低通信质量;重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
1.7 谐波会干扰计算机系统等电子设备的正常工作，造成数据丢失或死机。
1.8 谐波会影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能，造成噪声干扰和图像紊乱。
2 谐波检测方法2.1 模拟电路消除谐波的方法很多，即有主动型，又有被动型；既有无源的，也有有源的，还有混合型的，目前较为先进的是采用有源电力滤波器。
但由于其检测环节多采用模拟电路，因而造价较高，且由于模拟带通滤波器对频率和温度的变化非常敏感，故使其基波幅值误差很难控制在10%以内，严重影响了有源滤波器的控制性能。
电网中高次谐波的危害及抑制措施
电网中高次谐波的危害及抑制措施摘要：电力系统的安全稳定运行关系到经济和社会发展的多个方面。
随着电力技术的不断提升，电网在运行的过程中，对谐波的处理能力也不断增强。
在谐波的类型中高次谐波对电力系统的伤害较大。
对高次谐波的危害有明确的认知才能够更好的在电网运行中控制高次谐波的出现。
高次谐波的治理措施需要在实践中进行设备和技术的水平提升。
我国在高次谐波治理中，积累了一定的经验，在具体实践中，始终处于技术的升级中。
本文以电网中高次谐波的危害和抑制措施为研究核心，分析阐述了高次谐波的产生，高次谐波的危害和影响，提出了电网中高次谐波治理的相关措施。
关键词：高次谐波；危害；原理；措施前言电力系统的快速发展催促着电力电子技术的不断提升，电力系统在健康运行的过程中会产生严重的谐波污染问题。
高次谐波是电力系统中的公害，必须采用有效的措施加以抑制。
电网中谐波污染会对系统设备造成一定的伤害，探讨其有效的抑制方法对于电网健康运行和实现电力发展的环保建设有着至关重要的作用。
在技术推进中需要明确高次谐波的原理和危害，从技术角度和设备更新的角度来推进高次谐波的治理工作，促进我国电网发展能够真正实现智能化建设。
一、高次谐波的产生原理和危害（一）高次谐波的主要原理法国数学家傅里叶在1807年《热的传播》一文中首次提到了高次谐波。
高次谐波主要是指对于任意以复合周期振动函数按傅氏级数分解表示为第一项称均值或者直流分量，第二项为基波或者基本振动，第三项成为二次谐波。
二次谐波以后的被统称为高次谐波。
高次谐波的频率等于基波频率的整倍数。
例如基波频率三倍称之为三倍谐波，基波频率五倍称之为五倍谐波。
高次谐波不属于正弦波，高次谐波指的是高于基波频率的谐波，一般情况下是高于基波频率两倍以上的正弦波。
高次谐波的分布与低次谐波不同，低次谐波分布在电网中，而高次谐波主要集中在电气设备中。
当基波频率由小增大，谐波次数增加，高频谐波就会出现。
高频谐波振度较强，运用变频功率分析器可以发现谐波次数可以达到百次千次。
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电力系统中高次谐波的危害及抑制措施
摘要：电力谐波严重地污染电网，威胁着电力系统电气设备的安全。
本文着重介绍了电力系统中高次谐波的危害，并提出了消除或降低电网中的高次谐波和抑制谐波的多种方法。
关键词：高次谐波危害负荷波形畸变
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。
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、高次谐波的危害
电网中高次谐波。
将消耗电力系统中的无功功率，并导致电网电压下降、波动和畸变，大大增加了输电线路的损耗，影响电力系统中的继电保护和自动控制装置的可靠运行。
高次谐波的危害是多方面的，其主要的危害是：
1.1对电气设备绝缘的破坏
由于高次谐波的产生，使得诸如电动机、变压器等电气设备的有效电阻会因趋肤效应而增大，致使附加损耗增大，温升超过正常值，加速绝缘老化，严重影响电气设备的使用寿命。
1.2使电容器过负荷和过电流
电力电容器对高次谐波电压的反应比较灵敏，在某些频率下会产生谐振，无论发生串联谐振还是并联谐振，电容器都将流过较大的谐波电流。
同时，电容器的容抗XC=1/2Hfc，与频率成反比。
谐波次数越高，容抗越小，因此，高次谐波将使电容器成倍地过负荷、过电流，声音异常，甚至鼓胀或爆炸，严重地损坏电容器。
1.3产生脉动转矩
定子旋转磁场与转子不相对应的谐波电流相互作用产生脉动转矩。
使电动机的转动发生一系列跳动和步进现象。
1.4导致继电器误动作
由于谐波的存在，将大大削弱差动继电器的快速动作，严重地影响供电设备、仪表装置安全、可靠地运行和正常地工作。
1.5使断路器不能良好地运行
谐波电流严重地影响断路器的断流能力，导致电流过零时di/dt值提高，使中断更加困难。
消弧线圈有助于电弧进人电弧隔板，而高次谐波的存在使消弧线圈不能很好地运行，其无效的动作延长了燃弧时间，最易导致断路器故障。
1.6严重干扰通讯系统
电力网传送的功率与通讯传输的功率相差悬殊，前者对后者产生静电感应和电磁感应。
由于电力系统存在的谐波电流的零序分量与电力线路不平衡产生的基波电流的零序分量在空间产生零序磁通，使电力系统和通讯系统之间产生电磁耦合，在通讯线路上产生干扰信号，严重地破坏了通讯系统的正常工作。
对于谐波的限值标准，各国也有差异。
就谐波的次数而言，低次一般取2，最高次取19、25、40、50不等，有些国家还不作限制。
如西德只取5、7、11、13次作为限值的次数。
美国在指标上则根据电压等级和系统分别规定了电压畸变值，英国则规定三级限制标准。
自今为止，还没有国际公认的推荐标准。
我国在国家标准中也规定了谐波的限值。
2、按谐波产生的主被动型选择防治与控制方式
谐波的防治和消除措施就形态分主动型和被动型。
所谓主动型就是从装置的本身出发，在设计时尽量使谐波较少或不产生谐波。
而在现实的应用过程中，多数都是被动型。
2.1选择合适的配电网来防控谐波
选择太短路容量的配电网，可以有效地防治谐波，这是因为电力系统属相对稳定的系统，则这种方法的应用范围是有限的。
2.2合理选择变压器组别
这种方法属于被动型。
为既防治谐波,又能提高继电保护的灵敏度，电力系统终端配电变压器接线的组别选择很重要，通常都选△/YO和△，Y型。
就接线形式的应用来讲，△/YO型接线组别多应用在普通配电变压器上，低压配电网常采用YO-YO接线方式。
这类接线变压器的谐波来源主要在照明设备和小功率整流变频设备，谐波中的正序、负序和零序分量组都将在副方绕组中流通，而原方绕组感应出的零序分量组谐波将在△接线方式绕组中形成环路而短接
被滤除，感应出的正序、负序分量组谐波则注入配电电网。
在△/Y型接线组别的双圈式整流变压器(较多使用的接线方式)中，低压配电网常采用y-Y型接线方式，变压器的原方和副方线电压中均不含有零序分量组谐波，但在副方相电压中含有零序分量组谐波，它影响低压侧其它单相负荷。
选用△/Y0型接线组别，通过中性线的是没有价值的零序分量组谐波电流，因此整流变压器常选用△/Y型接线，它的中性点通过高阻接地或不接地。
通过以上的分析可知，合理选择变压器的接线组别，可以有效避免零序分量组谐波源流人上一级配电网中。
2.3安装滤波器或调谐电抗器防控谐波
滤波器就有源无源分两种类型，即有源滤波器和无源滤波器。
它们都是设置在谐波源上或谐波电流较严重的地方。
串联的电抗器的电感量，选定接近于滤波器发生某次谐波频率串联谐振时的电感量,LC滤波器在这一谐波频率处形成较低的阻抗值(接近零)，以便于吸收大部分的谐波电流。
带调谐电抗器的补偿电容器，主要用在谐波含量没有超标的配电系统中。
但在谐振频率时呈感性，避免并联谐振的发生，并能吸收部分谐波电流(10％-30％)。
根据国家标准，调谐电抗器电感率取值4 5％-6％(5次谐波)。
电感率若取6％，也就是对应的频率为204Hz,避开了5次谐波(250Hz)的谐振。
有源滤波技术的设计基本思路是：运用电子技术提供一个在谐波频率处等效阻抗为无穷小的并联支路或等效阻抗为无穷大的串联支路，这样也就分并联型有源滤波器和串联型有源滤波器。
应该注意的是：在有谐波的电力网中，功率因数补偿应使用调谐式或滤波式补偿电容器组，而且电容器额定电压应高于电网电压。
还应先分析谐波的高低，确定滤波处理方法，然后再选择合适的电抗器电感率。
2.4电缆屏蔽防止谐波干扰
它属于被动型控制。
变频器所采用的变频技术都是以正弦脉宽调制技术为主(简称SPMW)，起输出电压由一系列方波组成，属于非正弦周期分量，其配电电缆中有谐波电流流过，对电缆要采取屏蔽措施，以消除谐波干扰，特别是对计算机控制电缆的干扰。
Rockwell公司开发出新的屏蔽技术，就是将一般的四芯等截面电力电缆中的中性线分成三根等截面小电缆，并呈倒品字布置，截面积之和与相线截面积相等，与另三根呈品字布置的相线结合在一起，这样可以防止谐波干扰。
2.5增加整流相数抑制高次谐波干扰
这种属于主动型控制方法。
根据傅立叶变换计算可知，整流器产生的高次谐
波次数为：n=mp±1，当整数相数p=6时，则有5、7、11、13……次数谐波；当p=12时，则有11、13、23、25……次谐波。
理论上增加整流相数，可以消除较低次数的谐波成分，如12相整流比6相整流变少了5次和7次谐波。
但是，整流器相数的增加，导致整流变压器的联线愈复杂，体积也大了，成本也高了，而谐波的畸变率仍然较高。
近来出现了准多脉整流技术，它是根据移相触发技术近似实现多相整流的原理，抑制谐波的效果相同，但技术难度较低所以有发展前途。
2.6在整流器直流侧抑制谐波
这类控制方式也属于主动型。
它主要应用在谐波设备的制造中，有无源功率因数矫正技术和有源功率因数矫正技术。
无源功率因数矫正技术可将整流器功率因数从通常的0.65提高到O.95左右，输入电流畸变率降低到30％；有源功率因数矫正技术可将功率因数提高到0.99左右，输入电流畸变率降低到15％左右。
3、结论
(1)谐波的发生影响整个电力系统的环境，如在通讯中因发生谐波噪声使通话质量下降，使控制和保护设备发生误动作以及使电力装置与系统过载，给电力系统正常运行造成危害。
(2)谐波的管理通常是制定用户公共连接点处的电压谐波含量限制标准，即制定有关标准，采取相应措施，严格控制，净化电力系统环境。
(3)在测量谐波时必须注意PT与CT的精确度，否则造成误差很大，用CT 末屏分压测取系统的谐波电压具有准确、方便的优点。
在超高压系统谐波电压测试中得到推广运用。