高频谐波的危害和治理措施
谐波的危害及治理
谐波的危害及治理
对于电力系统来说，电力谐波的危害主要表现有以下几方面：
1.电力谐波对输电线路的影响：
谐波电流使输电线路的电能损耗增加。当注入电网的谐波频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时，对输电线路和电力电缆线路会造成绝缘击穿。
2.电力谐波对电力电容器的影响：
含有电力谐波的电压加在电容器两端时，由于电容器对电力谐波阻抗很小，谐波电流叠加在电容器的基波上，使电容器电流变大，温度升高，寿命缩短，引起电容器过负荷甚至爆炸，同时谐波还可能与电容器一起在电网中造成电力谐波谐振，使故障加剧。
3.电力谐波对变压器的影响：
谐波电压的存在增加了变压器的磁滞损耗、涡流损耗及绝缘的电场强度，谐波电流的存在增加了铜损。对带有非对称性负荷的变压器而言，会大大增加励磁电流的谐波分量。
4.增加输、供和用电设备的额外附加损耗，使设备的温度过热，降低设备的利用率和经济效益。
资料来源：
电力系统谐波的危害及其抑制措施
电力系统谐波的危害及其抑制措施
电力系统谐波是指在交流电网中出现的频率为基波频率的整数倍的频
率成分。谐波的产生主要来自于非线性设备，如电弧炉、变频调速设备、
开关电源等。谐波对电力系统的稳定性和可靠性产生了许多危害，因此有
必要采取相应的抑制措施。
首先，谐波对电力设备的产生严重的破坏作用。谐波会导致设备的热
耗损增加，使电力设备的温升超过正常值，从而影响设备的寿命和可靠性。此外，谐波会引起设备的振动和共振，进一步加剧设备的磨损和破坏。另外，谐波还会导致设备的传动系统产生冲击和振动，从而引起噪声和机械
共振。
其次，谐波还会使电力系统的运行效率降低。谐波会产生额外的功耗，使系统的负载率降低，从而导致电能的损耗增加。此外，谐波还会引起线
路过载、开关跳闸和设备故障，进一步降低系统的运行效率和可靠性。
最后，谐波对用户设备的使用造成了困扰。谐波会导致用户设备的故
障率增加，降低设备的可靠性和使用寿命。此外，谐波还会引起设备的失
真和抖动，影响设备的正常运行和使用效果，给用户带来不必要的经济损失。
为了抑制电力系统谐波，可以采取以下措施：
1.提高设备和电网的抗谐波能力。对于大功率非线性设备，可以采用
有源滤波器、谐波抑制变压器等装置来抑制谐波的产生和传输。在电网设
计和运行中，要合理配置电容补偿装置和滤波器，提高电网的抗谐波能力。
2.采用合适的谐波控制技术。可以通过谐波测量和分析，确定电网中
谐波的源和传输路径，然后选择合适的谐波控制技术。常用的谐波控制技
术包括谐波滤波、谐波限制和谐波抑制等。
3.加强对谐波的监测和管理。建立谐波监测系统，实时监测电力系统
谐波的产生和危害有哪些 谐波的抑制方法
谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法
谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。关于“谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法”的详细说明。
1.谐波的产生和危害有哪些
1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。
2.谐波可以通过电网传导到其他的电器，影响了许多电气设备的正常运行，比如谐波会使变压器产生机械振动，使其局部过热，绝缘老化，寿命缩短，以至于损坏；还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振，从而使谐波放大。
4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。
5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰，严重时使系统无法得到正确的检测信号，或使控制系统紊乱。
2.谐波的抑制方法
(一)降低谐波源的谐波含量
在谐波源上采取治理措施，从源头上最大限度地避免谐波的产生。这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时，要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响，采取切实可行的治理措施。用电业务管理部门要严格把关，对于没有采取治理措施的谐波源用户，要禁止其入网运行。
(二)在谐波源处吸收谐波电流
这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法，也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。其主要方法有以下几种：
1.无源滤波器
无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧，由L、C、R元件构成谐振回路，当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时，即可阻止该次谐波流入电网。这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点，是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。
谐波的危害及治理
谐波的危害及治理
谐波对供电系统的危害及治理
中铝贵州分公司第一铝矿汪元江
[摘要]
[关键词]
1、引言
一个理想的电力系统是以单一恒定频率与规定幅值的稳定电压供电的。但实际上，由于近年来随着科学技术的不断发展，在电力系统中大功率整流设备和调压装置的利用、高压直流输电的应用、大量非线性负荷的出现以及供电系统本身存在的非线性元件等使得系统中的电压波形畸变越来越严重，对电力系统造成了很大的危害。因此，要实现对电网谐波的综合治理，就必须搞清楚谐波的来源、危害及电网在各种不同运行方式下谐波潮流的分布情况，以采取相应的措施限制和消除谐波，从而改善供电系统供电质量和确保系统的安全经济运行。
2、谐波产生的原因
在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率、幅度与相角。谐波可以区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为l00Hz，3次谐波则是150Hz。一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1次，n 为整数，例如5、7、11、13、17、19等。变频器主要产生5、7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
谐波是电力系统中常见的一种电信号，它是由电力系统中非线性设备
引起的。谐波会导致电力系统不稳定、设备损坏和通信干扰等问题，因此
谐波的抑制是电力系统设计和运行中的重要问题。
谐波的产生原理是电力系统中的非线性元件（如整流器、变频器、电
弧炉等）在电压或电流作用下，产生不对称的电压或电流波形，导致谐波
频率的波形在电力系统中传播和扩散。常见的谐波频率包括3次、5次、
7次等奇次谐波，以及2次、4次、6次等偶次谐波。
谐波对电力系统的影响包括以下几个方面：
1.电力系统不稳定：谐波产生的电压波形失真会导致电力系统的电压
稳定性下降，可能导致设备的过电压或欠电压现象，进而影响到电力系统
的正常运行。
2.设备损坏：谐波电流会导致电力设备内部的电机、变压器等元件温
度升高，进而影响到设备的寿命和可靠性。
3.通信干扰：谐波会在电力线上传播，通过电网对通信系统产生干扰，降低通信系统的传输质量。
为了抑制谐波，可以采取以下几种措施：
1.使用谐波滤波器：谐波滤波器是一种专门用于抑制谐波的滤波器。
它可以根据谐波频率的不同，选择相应的滤波器进行安装，从而削弱或消
除谐波成分。
2.控制负载谐波含量：减少非线性装置的使用，或者采用符合电力系
统标准的电气设备，可以降低谐波的产生和传播。
3.设备绝缘和保护：合理选择电力设备的额定容量和绝缘等级，增加设备的绝缘保护，提高设备的抗谐波能力。
4.进行谐波分析和监测：对电力系统中的谐波进行分析和监测，及时了解谐波的产生和传播情况，以便采取相应的措施进行调整和优化。
5.增加电力系统的容量和稳定性：通过增加线路容量、改善电力系统的稳定性，可以降低谐波对电力系统的影响。
谐波产生的危害和治理
谐波产生的危害和治理
从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。产生的原因：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。
1．无功功率的影响和谐波的危害
1.1 无功功率的影响
（1）无功功率的增加，会导致电流增大和视在功率增加，从而使发电机、变压器及其他电气设备容量和导线容量增加。同时，电力用户的起动及控制设备、测量仪表的尺寸和规格也要加大。
（2）无功功率的增加，使总电流增大，因而使设备及线路的损耗增加，这是显而易见的。
（3）使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。
1.2 谐波的危害
理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。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，人们对谐波及其危害就进行过一些研究，并有一定认识，但那时谐波污染还需要严惩没有引起足够的重视。近三四十年来，各种电力电子装置的迅速普及应用，使用电网的谐波污染日趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面。
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。
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。
谐波的危害
谐波的危害
1、高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变，另外相同频率的谐波电压和
谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率，从而降低电网电压，增加线路损耗，浪费电网容量，
2、影响供电系统的无功补偿设备，谐波注入电网时容易造成变电站高压电容过
电流和过负荷，在谐波场合下，电容柜无法正常投切，更严重的请况下，电容柜会将电网谐波进一步放大。
3、影响设备的稳定性，尤其是对继电保护装置，危害特大。
4、谐波的存在会造成异步电动机效率下降，噪声增大；使低压开关设备产生误
动作；对工业企业自动化的正常通讯造成干扰，影响电力电子计量设备的准确性。
5、谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加，直接影响变压器的使用容量和使用效率；还会造成变压器噪声增加，缩短变压器的使用寿命。
谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面：
1、加大企业的电力运行成本
由于谐波不经治理是无法自然消除的，因此大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热，从而加大了电力运行成本，增加了电费的支出。
2、降低了供电的可靠性
谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖，不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加，而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流能使变压器的铜耗增加，所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热，噪声增大，从而加速绝缘老化，大大缩短了变压器、电动机的使用寿命，降低供电可靠性，极有可能在生产过程中造成断电的严重后果。
3、引发供电事故的发生
电网中含有大量的谐波源(变频或整流设备)以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷，这些电气设备处于经常的变动之中，极易构成串联或并联的谐振条件。当电网参数配合不利时，在一定的频率下，形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电力系统的安全运行，如不加以治理极易引发输配电事故的发生。
谐波的产生、危害及治理办法
谐波得产生、危害及治理办法
谐波定义：
从严格得意义来讲，谐波就是指电流中所含有得频率为基波得整数倍得电量,一般就是指对周期性得非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频率得电流产生得电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率,因此任何与工频频率不同得成分都可以称之为谐波,这时“谐波”这个词得得意义已经变得与原意有些不符。正就是因为广义得谐波概念，才有了“分数谐波"、“间谐波”、“次谐波"等等说法。产生得原因:由于正弦电压加压于非线性负载,基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有ＵPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。
周期性波形得展开
根据傅立叶级数得原理,周期函数都可以展开为常数与一组具有共同周期得正弦函数与余弦函数之与。
其展开式中,常数表达得部分称之为直流分量，最小正周期等于原函数得周期得部分称之为基波或一次谐波,最小正周期得若干倍等于原函数得周期得部分称之为高次谐波。
因此高次谐波得频率必然也等于基波得频率得若干倍，基波频率3倍得波称之为三次谐波，基波频率5倍得波称之为五次谐波，以此类推.不管几次谐波，她们都就是正弦波。
谐波得危害:
降低系统容量如变压器、断路器、电缆等
加速设备老化，缩短设备使用寿命，甚至损坏设备
危害生产安全与稳定
浪费电能等。
谐波得治理：
有源电力滤波器就是治理谐波得最优产品.
产生原因
在理想得干净供电系统中，电流与电压都就是正弦波得。在只含线性元件(电阻、电感及电容)得简单电路里，流过得电流与施加得电压成正比,流过得电流就是正弦波。
用傅立叶分析原理,能够把非正弦曲线信号分解成基本部分与它得倍数.
电网谐波的危害及抑制技术
电网谐波的危害及抑制技术
电网谐波是指在电网中频率等于整数倍基波频率的电信号，这
些信号会引起电网电压和电流的畸变，对电网和电力设备造成一定
的危害。下面将介绍电网谐波的危害及抑制技术。
一、电网谐波的危害
1. 电压波形畸变：谐波会使电压波形发生变形，增加了设备的
压降，降低了电压质量，给电力系统带来压力。
2. 引起过电压：在谐波频率为倍频时，容易引起设备的过电压，进而引起设备的损坏。
3. 增加线损：当有谐波电流流过电网中的阻抗时，会产生附加
损耗，增加了线损，降低了设备的效能。
4. 造成电力设备损坏：谐波会使变压器、电容器等设备内部产
生热量，长期受煎熬可能导致设备的损坏或缩短使用寿命。
二、电网谐波的抑制技术
为了避免谐波对电网和电力设备造成的危害，可以采用以下抑
制技术：
1. 滤波器技术：将电网谐波通过滤波器滤除，消除畸变，提高
了电力质量，保护设备不受谐波干扰。滤波器的结构由电阻、电感、电容等器件构成，能够滤除某一特定频率的信号。
2. 无功补偿技术：通过加入无功功率，改善电网的功率因数，
消除电流的谐波，保证电力质量。
3. 中性线滤波器技术：将谐波电流通过中性线滤波器抑制，以达到保护设备和提高电能质量的效果。
4. 散热或更换设备：对于耐高温设备，可以采用散热措施，减缓设备内部的热升，从而减少设备的故障。对于长期受电网谐波影响的设备，可以考虑更换抗谐波能力更强的设备。
电网谐波对电网和电力设备造成的危害不容忽视，需要采取科学的抑制技术，保障电网的稳定运行和电力设备的使用寿命。
谐波的产生、危害及治理办法
谐波的产生、危害及治理办法
谐波定义：
从严格的意义来讲,谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲,由于交流电网有效分量为工频单一频率,因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的的意义已经变得与原意有些不符.正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。产生的原因:由于正弦电压加压于非线性负载,基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。
周期性波形的展开
根据傅立叶级数的原理,周期函数都可以展开为常数与一组具有共同周期的正弦函数和余弦函数之和。
其展开式中，常数表达的部分称之为直流分量，最小正周期等于原函数的周期的部分称之为基波或一次谐波,最小正周期的若干倍等于原函数的周期的部分称之为高次谐波。
因此高次谐波的频率必然也等于基波的频率的若干倍，基波频率3倍的波称之为三次谐波，基波频率5倍的波称之为五次谐波，以此类推.不管几次谐波，他们都是正弦波.
谐波的危害：
降低系统容量如变压器、断路器、电缆等
加速设备老化，缩短设备使用寿命，甚至损坏设备
危害生产安全与稳定
浪费电能等.
谐波的治理:
有源电力滤波器是治理谐波的最优产品.
产生原因
在理想的干净供电系统中，电流和电压都是正弦波的。在只含线性元件（电阻、电感及电容)的简单电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。
用傅立叶分析原理,能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数。
谐波产生的主要原因
谐波产生的主要原因、危害及治理措施
谐波产生的主要原因：
1）来自用户的非线性负荷
非线性用电设备是产生谐波的主要原因，由于非线性设备产生的谐波电流通过系统网络注入到系统电源中，畸变电流流经系统阻抗使母线电压发生畸变，使电能质量受到污染：如化工行业的高频炉、电解设备，钢铁行业的炼钢炉、大型轧机、硅整流设备等，它们向电网取用基波电流的同时．产生出高次谐波电流注入系统。这些负载的谐波有随不同负载而变化的特征，从而使注入网络的谐波电流出现忽大忽小、时隐时现的现象。
2）来自系统的影响
其一，系统中交流发电机内部的定子和转子间的气隙，由于受到铁心齿、槽或工艺的影响，分布不均匀，虽然各相电势的波形对称，但三相电势中含有一定数量的奇次谐波。其二，系统电网中大量变压器的励磁电流含有奇次谐波成分，当变压器空载或过励磁时则更为严重，并由此构成了主要的稳定性谐波源；其三，当电网中投切空载变压器或电容器时，其合闸涌流注入电网也会形成突发性的谐波源。
电力系统中作用在同一线路中的数个不同频率的正弦电势，使得电路中的电流成为各个不同频率电流分量的叠加值，从而形成谐波电流。
电力谐波的主要危害有：
1) 对变压器的影响：谐波电流使铜损增加、漏磁增加；谐波电压使铁损增加；谐波功率造成噪声增大、温升提高。
2) 对电力电线的影响：谐波电流易过载，导致过热、破坏绝缘、肌肤效应加大，特别是在电力系统三相不对称运行时，对中性点直接接地的供电系统线损的增加尤为显著。
3) 对电动机的影响：谐波电流增加铜损、谐波电压增加铁损，谐波的功率造成机械效率减小，功率因数下降，有效转矩减小。
供电系统中谐波的危害及其抑制措施
供电系统中谐波的危害及其抑制措施
谐波对供电系统的危害主要体现在以下几个方面：
1.电力系统损耗增加：谐波会导致电线和变压器的额定容量下降，从
而增加系统的电阻和电抗损耗。这会导致能源的浪费和电力系统效率的降低。
2.电压失真：谐波会引起电压波形的失真，导致电压的畸变。这种电
压畸变可能会导致灯泡闪烁、电机振动加剧以及其他故障或损坏。
3.电流畸变：谐波引起电流波形的畸变，使电流的有效值增大。这可
能导致设备过载、电缆和开关设备发热以及电动机过热。
4.故障的引发：谐波可能导致电力系统中的谐振现象。当谐振发生时，电流和电压放大，可能导致设备损坏和系统故障。
为了抑制供电系统中的谐波，下面列举了一些有效的措施：
1.使用滤波器：滤波器是一种常用的抑制谐波的设备。它们可以作为
附加电路连接到系统中，以减小谐波的影响。滤波器可根据谐波频率进行
设计，以达到减小谐波幅值和失真的效果。
2.优化设备：设计和选择具有低谐波发生率的电气设备，例如低谐波
电源和电机。这些设备可以降低谐波幅值，从而减小谐波对供电系统的影响。
3.使用变压器：通过使用多螺绕变压器可减小谐波幅值。这种变压器
通过额外的绕组消耗谐波分量，从而阻止谐波进入供电系统。
4.电网规划和设计：在电网规划和设计阶段，谐波的抑制需被纳入考虑。通过合理规划供电系统的容量和结构，可以降低谐波的幅值和频率，从而减小谐波对系统的影响。
5.教育和培训：对电力系统运维人员进行相关培训以提高他们对谐波的认识，并了解合适的措施来减小谐波的影响。
总结起来，供电系统中的谐波产生了一系列危害，包括电力系统损耗增加、电压和电流失真、设备过载和谐振现象的引发等。为了减小这些危害，应采取一系列的抑制措施，如使用滤波器、优化设备、使用变压器、优化电网规划以及加强教育和培训等。最终，有效地抑制谐波会提高供电系统的可靠性，提升电气设备的性能，减少故障和损坏的风险。
谐波的危害和治理
谐波的危害和治理
什么是谐波
谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1)称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。谐波实际上是一种干扰量，使电网受到污染。电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其频率范围一般为2?n?40。
三.谐波产生的原因及危害性
谐波的危害表现为引起电气没备(电机、变压器和电容器等)附加损耗和发热:使同步发电机的额定输出功率降低，转矩降低，变压器温度升高，效率降低，绝缘加速老化，缩短使用寿命，甚至损坏:降低继电保护、控制、以及检测装置的工作精度和可靠性等。谐波注入电网后会使无功功率加大，功率因数降低，甚至有可能引发并联或串联谐振，损坏电气设备以及干扰通信线路的正常工作。
供电系统中的谐波危害主要表现在以下几个方面。
1、增加了发、输、供和用电设备的附加损耗，使设备过热，降低设备的效率和利用率。
由于谐波电流的频率为基波频率的整数倍，高频电流流过导体时，因集肤效应的作用，使导体对谐波电流的有效电阻增加，从而增加了设备的功率损耗、电能损耗，使导体的发热严重。
(1)对旋转电机的影响
谐波对旋转电机的危害主要是产生附加的损耗和转矩。由于集肤效应、磁滞、涡流等随着频率的增高而使在旋转电机的铁心和绕组中产生的附加损耗增加。在供
电系统中，用户的电动机负荷约占整个负荷的85%左右。因此，谐波使电力用户电动机总的附加损耗增加的影响最为显著。由于电动机的出力一般
谐波危害及抑制方法
谐波危害及抑制方法
摘要：随着我国经济的发展和工业化进程的加快，电力电子器件、变频调速装置及微电子技术元件等大量的非线性用电设备广泛应用，使我国电力系统受到谐波污染状况日益严重，降低了电力系统的供电质量。谐波已成为我国电力系统中的三大公害之一。本文简要的介绍了谐波危害,抑制谐波的常用方法，想通过此文以共行业内的专家共评、深讨。
关键词：谐波；频率；滤波器
abstract: with china’s economic development and the accelerated process of industrialization, power electronic devices, frequency control devices and microelectronics technology components of a large number of widely used non-linear electrical equipment, so that china’s electric power system by the harmonic pollution is increasingly serious, reducing the quality of power supply. harmonics has become one of the three major nuisance in china’s electric power system. this article briefly describes the harmonic hazards, and harmonic suppression of the common methods of assessment through the text to the total industry experts, and deep discussion.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高频谐波的危害和治理
随着国内外电力电子技术的发展,大量由电力电子开关构成的、具有非线性特性的用电设备广泛应用于冶金、钢铁、交通、化工等工业领域,如电解装置、电气机车、轧制机械、高频炉等,故国内外电网中的谐波污染状况日益严重.美国电力科学研究院EPRI最近的报告指出,全美因谐波等电能质量损失达几百亿美元.电网中的高次谐波会造成旋转电机和变压器过热,使电力电容器组工作不正常,甚至造成热击穿损坏;对电力系统中的发电机、调相机、继电保护自动装置和电能计量等也有很大危害,严重时会引发设备误动作,造成重大事故;谐波污染对通信、计算机系统、高精度加工机械,检测仪表等用电设备也有严重的干扰.因此,必须采取有效的措施来消除电网中的高次谐波.
在低压配电网中这些谐波污染问题显得尤为突出,严重影响到各种类大型厂矿的正常生产,如钢铁、煤矿、化工、纺织等企业,以及IT和大规模微电子集成电路企业,造成产品报废,生产线停产,生产设备的寿命骤减甚至损坏.
谐波使电网中串、并联设备产生谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率,大量的三次谐波电流流过中线时会使线路过热甚至发生火灾.谐波对计算机和数控设备具有很大危害,可以影响程序运行,破坏数据,使信息丢失,导致控制系统误动作.谐波能够影响各种电气设备的正常运行,对电机、变压器、电容器、电缆等设备造成振动、过热、绝缘老化,严重影响设备的使用寿命甚至直接造成设备损坏.
例如大众汽车在生产中所产生的谐波直接影响上海安亭电网,且谐波的干扰使得大众的DeviceNet现场总线自动化生产系统无法正常工作.这些谐波污染问题带来的严重经济损失以及随着电力市场的发展趋势,政府、企业和个人用户对电能质量越来越重视,产生谐波污染的用户需要相应的设备减轻或消除其对周边电力系统的影响,电力运行管理部门也会加强对相关企业的监督管理.
目前用户通常采用并联型无源滤波器来抑制谐波,但存在不少缺陷.现在的趋势是采用电力电子装置进行谐波补偿,即电力有源滤波器(APF).与前者相比,有源滤波器能对变化的谐波进行迅速的动态跟踪补偿,而且补偿特性不受电网阻抗的影响.
有源滤波器的应用范围很广,从最常用的钢铁企业及其他有色金属冶炼加工企业,到煤矿,造纸,化工,玻璃,纺织以及电子和大规模集成电路芯片制造企业,以及IT业所需的大量计算机服务器等,都需要有源滤波器保证其生产线的可靠稳定运行.有源滤波器的设计制造在国内外均处于一个较初步阶段.国内外生产和研发该产品的公司很少.目前在国内提供有源滤波器销售服务的只有外资企业,即ABB中国投资有限公司(上海)的低压产品部,芬兰NOKIANCAPACITOR公司,以及法国梅兰日兰电气有限公司在中国所设机构.这几家公司只提供产品的
售前咨询、销售安装和售后技术服务,而其技术核心的研发,以及设备元件的生产、装配和测试均在国外完成.并且设备的价位很高,给各用户安全高效的生产运行,以及技术革新,新生产线的引进等设置了较大的资金障碍.
目前国内依然停留在理论仿真、样机试验的阶段,还没有可生产工业用有源滤波器的企业,离工业化、产品化还有较大距离.这样就造成了少数的外资公司在有源滤波器系列上处于价格和技术的垄断地位.并且由于国内外电网的不同(结构、电压等级、谐波源、谐波次数等),国外的产品并不能完全适合我国电网的应用实际.
但是根据国内经济发展的现状,我国在有源滤波器方面的需求在近些年将有较大的增长.我国首都北京将在2008年举办奥运会,届时,谐波问题是电能质量的主要问题,现阶段北京奥组委已经建立专门的谐波测量站,每周定期向国际奥组委上交谐波状况报告,以保证电能质量.我国最大的国际城市上海将在2010年全年举办世界博览会,场馆对电能质量也提出了更高的要求,上海市也建立了专门的谐波测量站,以保证电能质量.由此可见,谐波问题已成为当前电力系统面临的主要问题.
抑制电网谐波的措施
消除电网中的谐波对延长电力设备的使用寿命和保证负载的安全经济运行有着非常重要的意义!
1.加换流装置的相数或脉动数
交直流换流器产生的特征谐波电流次数与其整流电路部分的脉动数有关，当脉动数增多时，产生的谐波次数增高而谐波电流近似地与谐波的次数成反比，因此一系列次数较低成分较大的谐波能够得以消除从而减少谐波源产生的谐波电流!通过改造换流装置或利用相互间有一定移相角的换流变压器可有效减小谐波量! 这种装置的缺点是设备复杂造价提高！
2.加装交流滤波装置
装设谐波补偿装置的传统方法是采用调谐滤波器-".!目前所采用的调谐滤波装置一般由电力电容器电抗器和电子器适当组合而成，滤波原理是对某谐波频率形成低阻抗通路，相应的谐波电流经无源滤波器短路，从而避免其进入供电系统！
调谐滤波器既可补偿谐波，可补偿无功功率，提电压水平，且结构简单，谐波补偿容量大，因此应用比较广泛!该方法的主要缺点是其补偿特性受到电网阻抗和运行状态的影响，容易和系统发生并联谐振，导致谐波被放大，致使滤波器过载甚至烧毁! 此外，它只能补偿固定频率的谐波，补偿效果不甚理想! 工程中实际应用的调谐滤波器，一般由一组或数组单调谐滤波器组成，每组单调谐滤波器调谐于需要滤除的谐波频率或者谐波频率附近，当需要滤除更高频率的谐波电流而其幅值又较小时，可以再加装一组高通滤波器!
3.增加系统承受谐波能
在规划和设计阶段，考虑将谐波源由较大容量的供电点或由高一级电压的电网供电，可以减小谐波的影响!
4.采用有源滤波器等新型抑制谐波的措施
谐波抑制的方法还有加装有源电力滤波器有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波) 补偿无功的新型电力电子装置"它能对大小和频率都变化的谐波以及变
化的无功进行补偿，有源电力滤波器通过监测补偿对象的电压和电流，经指令电流运算电路计算出补偿电流，该信号经补偿电流发生电路放大得出补偿电流，补偿电流因与负载电流中要补偿的谐波电流大小相等)方向相反而抵消，从而使电网的电流)电压恢复为正弦波形，有源电力滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿"且补偿特性不受电网阻抗的影响，另外"有源滤波器还可以发出基波无功电流，进一步减少负载的无功功率，提高功率因数。
高中频熔炼炉专用谐波滤除装置KF-DYLB
1适用范围
应用范围中频炉、高频炉、低压大功率电解、电镀、电弧炉、冷轧、热轧、整流器、精密控制系统、变频器和自动焊接等产生大量谐波的设备。谐波滤除效果好、平均滤除率75%，节电效果明显10%左右，电网质量明显改善
2主要技术参数
1. 额定电压：220V、400V、690V、770V、1140V
2. 基波频率：50Hz.
3. 动态响应时间：≤20ms.
4. 基波无功补偿：功率因数可达到0.92-0.95以上。
5. 滤波效果达到国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》的要求。
6. 滤除谐波次数：3次、5次、7次、11次、13次、17次、19次、23次、