谐波分析产生原因,危害,解决方法
电力系统中谐波分析与治理
电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中，电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而，谐波问题却成为了影响电力系统质量的一个不容忽视的因素。
谐波不仅会导致电力设备的损坏，还会增加电能损耗，降低电力系统的可靠性。
因此，对电力系统中的谐波进行深入分析，并采取有效的治理措施，具有十分重要的意义。
一、谐波的产生要理解谐波，首先需要了解它的产生原因。
谐波主要来源于电力系统中的非线性负载。
常见的非线性负载包括各种电力电子设备，如变频器、整流器、逆变器等，以及电弧炉、荧光灯等。
以变频器为例，它通过对电源进行快速的通断控制来实现对电机转速的调节。
在这个过程中，电流和电压的波形不再是标准的正弦波，而是包含了各种频率的谐波成分。
整流器在将交流电转换为直流电的过程中，由于其工作特性，也会产生谐波。
同样，电弧炉在工作时，电弧的不稳定燃烧会导致电流的剧烈变化，从而产生谐波。
二、谐波的危害谐波的存在给电力系统带来了诸多危害。
对电力设备而言，谐波会使变压器、电动机等设备产生额外的损耗，导致设备发热增加，缩短使用寿命。
对于电容器来说，谐波电流可能会使其过载甚至损坏。
在电能质量方面，谐波会导致电压和电流波形的畸变，使电能质量下降，影响用电设备的正常运行。
例如，对于计算机等精密电子设备，谐波可能会引起数据丢失、误操作等问题。
此外，谐波还会增加电力系统的无功功率，降低功率因数，从而增加线路损耗和电能浪费。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波，首先需要对其进行准确的分析。
目前，常用的谐波分析方法主要有傅里叶变换、小波变换和瞬时无功功率理论等。
傅里叶变换是谐波分析中最常用的方法之一。
它可以将一个复杂的周期性信号分解为不同频率的正弦波分量，从而得到各次谐波的幅值和相位信息。
然而，傅里叶变换在处理非平稳信号时存在一定的局限性。
小波变换则能够很好地处理非平稳信号，它通过对信号进行多尺度分析，可以更准确地捕捉到信号在不同时间和频率上的特征。
电力系统中的谐波问题与分析技术研究
电力系统中的谐波问题与分析技术研究引言：现代社会对电力的需求越来越大，电力系统的稳定运行对于社会经济的发展至关重要。
然而，电力系统在运行过程中会面临一些问题，如谐波问题。
谐波是电力系统中的一种普遍现象，它对系统的稳定性和设备的正常运行产生了不可忽视的影响。
因此，对电力系统中的谐波问题进行深入研究和分析，提出相应的解决方法和技术手段是非常必要的。
一、谐波问题的定义与影响1. 谐波的定义谐波是指电力系统中存在的频率是基波频率整数倍的谐振现象。
电力系统中产生谐波的主要原因包括非线性负载、发电机组的谐波励磁和谐波源的接入等。
谐波问题主要表现在电压和电流波形畸变、系统损耗增加以及设备寿命缩短等方面。
2. 谐波问题的影响谐波对电力系统的影响主要体现在以下几个方面：（1）设备损坏：谐波会导致电力设备的工作电流和温度升高，进而加速设备的老化和损坏；（2）电网损失：谐波会导致电网中的有功和无功损失增加，降低系统的效率；（3）通信干扰：谐波会对通信设备产生干扰，降低通信质量和可靠性。
二、谐波分析技术为了解决电力系统中的谐波问题，需要进行谐波分析，找出谐波源，并提出相应的处理措施。
目前，谐波分析技术主要包括频谱分析和时域分析两种方法。
1. 频谱分析频谱分析是通过观察电力系统中各频率成分的振幅和相位关系，以及谐波频率分布情况来分析谐波问题。
常用的频谱分析方法包括傅里叶变换和小波变换。
（1）傅里叶变换傅里叶变换能够将信号在频域中分解成各个频率成分，并得到各频率成分的幅度和相位信息。
通过对电压或电流波形进行傅里叶变换，可以得到具体的谐波频率及其振幅，从而判断谐波的产生原因。
（2）小波变换小波变换是一种时频分析方法，能够同时提供时间和频率信息。
它通过对信号进行连续的分解，得到各个频率成分在时域和频域上的分布情况，更能反映谐波在时间上的变化特性。
2. 时域分析时域分析是通过观察电力系统中各时刻的电压和电流波形来分析谐波问题。
常用的时域分析方法包括快速傅里叶变换和窗函数法。
电网谐波的危害及治理方案分析
关键词： 电力 系 统 ； 波 ； 害 ； 理 谐 危 治
１概 述
在 理 想 电力 系 统 中 ， 能是 以恒 定 频 率 和 幅 值 的三 相平 衡 电
３谐 波 的危 害
谐 波 污 染 是 电 网 的公 害 ， 弓 起 的 经 济 损 失 主 要 是 恶 化 了 它 １ 电能 质 量 指 标 ， 低 了 电 网 的可 靠 性 ， 降 增加 了 电 网损 失 ， 短 了 缩 电气 设 备 的寿 命 ， 低 了产 品质 量 。谐 波 的危 害 主 要 体 现 在 如 降 下几个方面：
的整 体 影 响 是 温 升 较 高 。
（） ２ 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 大 ， 当输 入 电 网 的谐 波
２谐 波 产 生 的原 因
配 电 网谐 波 主 要 来 源 于 三 个 方 面 ： 电源 质 量 不 高 产 生 的 发 谐 波 ； 配 电系 统 产 生 的谐 波 ； 电设备 产 生 的谐 波 。 中 以用 输 用 其
电设 备 产 生 的 谐 波最 多 。
频 率位 于 电 网 的谐 振 点 附近 的 写 真 区 内时 ， 输 电线 路 和 电 力 对
电缆 会 造 成 绝 缘 击 穿 。
（） ３ 电力谐 波对 电动机 的 影响
主要 表 现 在 产 生 附 加损 耗和 转矩 上 ， 害 的严 重 性 与谐 波 危 电压 、 波 电流 以及 旋 转 电机 的形 式 和 结 构有 关 。比如 ： 感应 谐 在 电动 机 的 定 子 绕 组 中所 有 正 序 谐 波 电流 都 将 产 生 正 方 向 的 电
发 电机 总 会 产 生 少 量 的谐 波 。 输 电和 配 电系统 中存 在 大 量 的 电力 变压 器 。因 变 压器 内铁 心饱 和 ， 化 曲线 的非 线 特 性 以及 额 定 工 作 磁 密 位 于 磁 化 曲线 磁 近饱 和 段 上 等 诸 多 因 素 ， 使 磁 化 电流 呈 尖 顶 形 ， 含 大 量 奇 致 内
电网谐波及不均衡问题的分析与解决方法研究
电网谐波及不均衡问题的分析与解决方法研究近年来，随着电力需求的不断增长和电力系统的不断扩容，电力系统中电网谐波及不均衡问题愈加突出。
这些问题会给电力系统的正常运行和电气设备带来很大的不利影响，因此，对电网谐波及不均衡问题进行深入的分析和研究，探求其解决方法是非常必要的。
一、电网谐波问题的影响及分析在电力系统中，特别是在大型电力负载设备中，各种信号和电流所形成的周期性变化会导致电网中出现谐波现象。
谐波会导致电压失真和电流失真，给电力系统带来很多负面影响，例如：1、谐波会导致设备的损坏在电力系统中，大部分的变压器、电容器等设备都不能很好地忍受谐波的影响，因此，谐波信号可能会导致电力系统中的这些设备损坏。
2、会影响电力质量谐波信号会导致电力系统中的电压失真和电流失真，从而提高了电路的损耗，影响了电力系统的电力质量。
3、会影响电力系统稳定运行谐波信号不仅会影响电力质量，还可能会导致电力系统中的各种故障，这些故障会影响电力系统的稳定运行。
针对电网谐波问题，解决方法常采用通过该系统中的谐波滤波处理方法。
多数情况下，使用谐波滤波解决方案可以有效地消除谐波，提高了电力系统的电力质量，从而保证了电力系统的稳定运行。
二、电网不均衡问题的影响及分析电网不均衡问题是指在电力系统中出现相电压、相电流和负荷的不平衡所带来的问题。
电网不均衡问题会对电力系统造成很多不利影响，例如：1、不均衡会影响三相电缆的电流分配由于三相电缆的负载并不相等，所以，不均衡导致的电流遥遥相对，会导致三相电缆中的电流分配不均，构成不平衡负载。
2、会导致电力系统中电压波动电网不均衡问题可能会导致电力系统中出现其它的正常电压波动，从而影响电力系统稳定运行。
3、会加剧设备的损害因为电网不均衡问题往往会导致相电流、负荷不平衡，而这些不平衡会短期内或者长期内加剧电气设备的损害。
从而增加电气设备的维护成本。
对于电网不均衡问题，我们也可以通过使用补偿器的解决方案来进行解决。
电力系统中电流谐波的分析与治理
电力系统中电流谐波的分析与治理在当今的电力系统中，电流谐波问题日益凸显，对电力设备的正常运行、电能质量以及整个电力系统的稳定性都产生了不可忽视的影响。
因此，深入分析电流谐波的产生原因、特性，并采取有效的治理措施显得尤为重要。
一、电流谐波的产生电流谐波的产生源头较为多样。
电力电子设备的广泛应用是其中的主要因素之一。
例如，变频器、整流器、逆变器等在工作时，会将交流电源转换为直流电源或对交流电源进行变频控制，由于其开关动作的非线性特性，导致电流发生畸变，从而产生谐波。
非线性负载也是谐波的重要来源。
像电弧炉、电焊机等设备，其工作电流随时间变化呈现出非线性特征，使得输入的正弦电流发生扭曲，进而产生谐波电流。
此外，变压器的铁芯饱和也会引起电流谐波。
当变压器铁芯中的磁通密度超过饱和点时，励磁电流会出现明显的非线性增长，产生谐波分量。
二、电流谐波的特性电流谐波具有一些显著的特性。
首先是频率特性，谐波的频率通常是基波频率的整数倍。
例如，5 次谐波的频率是基波频率的 5 倍。
其次是幅值特性。
不同次数的谐波幅值大小不尽相同，一般来说，低次谐波的幅值相对较大，对电力系统的影响也更为显著。
电流谐波还具有相位特性。
各次谐波的相位关系较为复杂，会对电力系统中的功率传输和电能质量产生影响。
三、电流谐波的危害电流谐波给电力系统带来了诸多危害。
它会增加电力设备的损耗，如变压器、电动机等，导致设备发热加剧，降低其使用寿命。
对输电线路来说，谐波电流会引起线路的额外损耗，降低输电效率，同时可能引发谐振，导致过电压，威胁线路的安全运行。
在电能质量方面，谐波会导致电压波形畸变，影响供电的稳定性和可靠性，可能引起电气设备误动作，影响精密仪器和电子设备的正常工作。
四、电流谐波的分析方法为了有效地治理电流谐波，首先需要对其进行准确的分析。
常见的分析方法包括傅里叶变换、快速傅里叶变换（FFT）等。
傅里叶变换能够将时域中的电流信号转换为频域信号，从而清晰地展示出各次谐波的频率和幅值。
电力系统中的谐波与电磁干扰分析
电力系统中的谐波与电磁干扰分析导言：电力系统是现代社会运转的重要基础设施之一，但在其运行过程中，常常会面临谐波和电磁干扰的问题。
谐波是指电力系统中出现的频率是基波频率的整数倍的电压或电流成分，而电磁干扰则是指电力系统中的电磁波辐射对其他电子设备和通信系统的干扰。
本文将深入分析电力系统中的谐波和电磁干扰的原因、危害以及相应的解决方法。
一、谐波的形成和危害1. 谐波的形成谐波是由于非线性负荷在电力系统中的存在引起的。
非线性负荷如电子电器、电感、电容等设备，在工作时会产生非线性电流，在电源电压的作用下，会将谐波电流注入电力系统中。
这些谐波电流会使电力系统中的电流波形变成失真的非正弦波形。
2. 谐波的危害谐波对电力系统和设备都会造成一定的危害。
首先，谐波会引起电力系统中的电流和电压的失真，导致电能质量下降。
其次，谐波会引发电力系统中的共振问题，进而损坏电容器、互感器等设备。
此外，谐波还会导致电力系统中的电机运行不稳定，降低设备的寿命，甚至引起设备的故障和损坏。
因此，谐波问题应引起足够的重视。
二、电磁干扰的产生和危害1. 电磁干扰的产生电磁干扰是电力系统中的电磁波辐射对其他电子设备和通信系统的干扰。
电力系统中各种设备和传输线路中的电流和电压会产生电磁场，这些电磁场以无线电波的形式辐射出去，与其他设备和系统产生相互作用，引起电磁干扰问题。
2. 电磁干扰的危害电磁干扰会带来许多危害。
首先，电磁干扰会影响通信系统的正常运行，导致通信中断、信息传递错误等问题。
其次，电磁干扰会影响其他电子设备的正常工作，引起设备的故障和损坏。
此外，电磁干扰还可能对人体健康造成一定的影响，引起生理和心理方面的问题。
三、谐波和电磁干扰的解决方法为了解决电力系统中的谐波和电磁干扰问题，可以采取以下方法：1. 谐波的解决方法（1）降低非线性负荷的影响：通过选用低谐波电器设备、采用滤波电容器等措施来减少非线性负荷对电力系统的谐波注入。
（2）滤波器的应用：在电力系统中安装合适的谐波滤波器，可以过滤掉谐波成分，减少谐波的产生和传播。
电力系统中谐波分析与治理
电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中，电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而，谐波问题却成为了影响电力系统性能的一个重要因素。
谐波的存在不仅会降低电能质量，还可能对电力设备造成损害，增加能耗，甚至影响整个电力系统的安全稳定运行。
因此，对电力系统中的谐波进行深入分析，并采取有效的治理措施，具有极其重要的意义。
一、谐波的产生谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。
在电力系统中，谐波的产生主要源于以下几个方面：1、非线性负载电力系统中的许多负载，如电力电子设备（如变频器、整流器、逆变器等）、电弧炉、荧光灯等，其电流与电压之间不是线性关系，从而导致电流发生畸变，产生谐波。
2、电力变压器变压器的铁芯饱和特性会导致磁化电流出现尖顶波形，进而产生谐波。
3、发电机由于发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称，以及铁芯的不均匀等因素，也会产生少量的谐波。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害是多方面的，主要包括以下几点：1、增加电能损耗谐波电流在电力线路中流动时，会增加线路的电阻损耗和涡流损耗，导致电能的浪费。
2、影响电力设备的正常运行谐波会使电机产生额外的转矩脉动和发热，降低电机的效率和使用寿命；对电容器来说，谐波可能导致其过电流和过电压，甚至损坏；对于变压器，谐波会增加铁芯损耗和绕组的发热。
3、干扰通信系统谐波会产生电磁干扰，影响通信设备的正常工作，导致信号失真、误码率增加等问题。
4、降低电能质量谐波会使电压和电流波形发生畸变，导致电压波动、闪变等问题，影响供电的可靠性和稳定性。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波，首先需要对其进行准确的分析和测量。
常见的谐波分析方法主要有以下几种：1、傅里叶变换这是谐波分析中最常用的方法之一。
通过对周期性信号进行傅里叶级数展开，可以得到各次谐波的幅值和相位。
2、快速傅里叶变换（FFT）FFT 是一种快速计算傅里叶变换的算法，大大提高了计算效率，适用于对大量数据的实时分析。
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
电力系统的谐波分析与抑制研究
电力系统的谐波分析与抑制研究谐波是电力系统中一个普遍存在的问题，由于谐波的存在会降低系统的效率，引起设备损坏甚至系统崩溃，因此对于电力系统的谐波分析与抑制研究具有重要的意义。
本文将深入探讨谐波的概念、产生原因以及相应的分析与抑制方法。
一、谐波的概念与产生原因谐波是指电力系统中频率是基波频率的整数倍的非基波信号。
在电力系统中，谐波的产生主要有两个原因：非线性负载和谐波源。
非线性负载是指在电力系统中存在的像电子设备、调速电机等具有非线性特性的负载。
由于这些负载的特性，当负载电流不是正弦波时，会产生谐波。
谐波源是指在系统中存在的一些直接产生谐波的设备，例如电弧炉、电弧炉变压器等。
这些设备会直接产生谐波，对系统造成干扰。
二、谐波分析方法为了准确分析电力系统中的谐波问题，我们需要采用适当的谐波分析方法。
常用的谐波分析方法主要有频谱分析法、时间域分析法和组成分析法。
频谱分析法是通过将信号分解为一系列不同频率的正弦波来分析谐波成分。
这种方法基于傅里叶级数展开的理论，对信号进行变换后得到谐波的幅值和相位信息。
时间域分析法主要是针对非周期性谐波进行谐波分析，适用于信号比较复杂的情况。
而组成分析法则是通过对谐波进行分离和归类，进一步研究谐波的频谱特性和波形特征。
三、谐波抑制方法谐波对电力系统的影响必须得到合理的抑制，以保证系统的正常运行。
目前常用的谐波抑制方法主要包括滤波器、变压器设计和降低负载对谐波的响应等。
滤波器是最常见的谐波抑制设备，可以根据不同的谐波成分选择不同类型的滤波器进行抑制。
常用的滤波器包括谐波干扰抑制器、谐波滤波器、有源滤波器等。
这些滤波器可以有效地消除谐波干扰，保证系统的稳定运行。
变压器设计也可以用来抑制谐波。
通过改变变压器的设计参数，例如导电屏蔽、磁纳阻和铜损耗等，可以降低谐波的影响。
此外，合理规划电力系统中的变压器容量分配和联结方式，也可以有效减少谐波问题。
降低负载对谐波的响应也是一种有效的抑制方法。
谐波谐振产生的原因及危害分析
谐波谐振产生的原因及危害分析摘要：在电网运行中，不可避免地会产生谐波和谐振。
当谐波谐振发生时，其电压幅值高、变化速度快、持续时间长，轻则影响设备的安全稳定运行，重则可使开关柜爆炸、毁坏设备，甚至造成大面积停电等严重事故。
本文就其定义、产生原因、危害及预防措施作以介绍，供参考。
1.定义谐波是一个周期的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，又称高次谐波。
通俗地说，基波频率是50HZ，那么谐波就是频率为100HZ、150HZ、200HZ...N*50HZ的正弦波。
谐振是交流电路的一种特定工作状况，是指在含有电阻、电感、电容的交流电路中，电路两端电压与其电流一般是不同相位的，当电路中的负载或电源频率发生变化，使电压相量与电流相量同相时，称这时的电路工作状态为谐振。
谐波在电网中长期存在，而谐振仅是电网某一范围内的一种异常状态。
2.产生的原因谐波的产生是由于电网中存在着非线性负荷（谐波源），如电力变压器和电抗器、可控硅整流设备、电弧炉、旋转电机、家用电器等，另外，当系统中发生谐振时，也要产生谐波。
谐振的发生是由于电力系统中存在电感和电容等储能元件，在某些情况下，如电压互感器铁磁饱和、非全相拉合闸、输电线路一相断线并一端接地等，在部分电路中形成谐振。
谐波也可产生谐振，由谐波源和系统中的某一设备或某几台设备可能构成某次谐波的谐振电路。
3.造成的危害3.1谐波的危害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，也对周围的通信系统产生干扰。
电力电子设备广泛应用以前，人们对谐振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、电子装置的迅速使用，使得公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。
（1）谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。
电力系统谐波问题分析及防治措施
电力系统谐波问题分析及防治措施摘要：电力谐波会增加电能损耗、降低设备寿命,威胁电力设备和用电设备安全可靠运行,并对周边的通讯等设施造成干扰。
分析电网谐波的产生和影响,并及时提出谐波的综合治理办法,对于防止谐波危害、提高电能质量是十分必要的。
本文概述了谐波及其产生、谐波的危害,以及谐波治理方法。
关键词：电力系统；谐波；来源；危害；治理方法谐波的定义与来源1、谐波的定义国际上对谐波公认的定义是：“谐波是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”。
在电力系统中，谐波分为谐波电压和谐波电流，其对系统的影响通常用“谐波含有率”和“总谐波畸变率”两个参数来衡量。
具体定义如下:谐波含有率:第h次谐波分量方均根值与基波分量方均根值之比。
HRU(h次谐波电压含有率)，HRI(h次谐波电流含有率);总谐波畸变率:除基波外的所有谐波分量在一个周期内的方均根值与基波分量方均根值之比。
U，I;THD(总谐波电压畸变率)，THD(总谐波电流畸变率);谐波含有率仅反应单次谐波在总量中的比重，而总谐波畸变率则概括地反映了周期波形的非正弦畸变程度。
谐波按矢量相序又可分有正序谐波、负序谐波和零序谐波。
所谓正序是指，3个对称的非正弦周期相电流或电压在时间上依次滞后120°，而负序滞后240°，零序則是同相。
其特征如表1:表1 正序谐波=3h-2，负序谐波=3h-1，零序谐波=3h。
在平衡的三相系统中，由于对称关系，不会在供电电网中产生任何偶次谐波。
谐波的定义与来源具体来说谐波产生的原因有以下三个方面：(1) 发电源的质量不高而产生的谐波发电机的结构中，由于三相绕组在制作上无法做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致，所以磁通密度沿空间的分布只能做到接近正弦分布，所以磁通中都有高次谐波，电势中也就有高次谐波，其中三次谐波占主要成分[2]。
(2) 输配电系统产生的谐波在输配电系统中则主要是变压器产生谐波，变压器饱和时的励磁电流只含有奇次谐波，以3次谐波最大，可达额定电流0.5%，对于三相变压器，3倍次谐波的磁通经由邮箱外壳构成闭合磁路，因而磁通中对应该次的谐波较小（单相铁芯的10%），绕组中有三角形接法时，零序性谐波电流在闭合的三角形接线中环流而不会注入电网。
变频器谐波产生原因与抑制方法的分析
变频器谐波产生原因与抑制方法的分析变频器（VFD）是一种用于控制电动机转速的装置，通过调整电源频率和电压来改变电机运行速度。
然而，变频器在使用过程中常常会产生谐波，导致电网负载不稳定，影响其他电气设备的正常运行。
本文将分析变频器谐波产生的原因，并介绍一些抑制谐波的方法。
1.变频器本身结构特点：变频器通过高频开关器件（如IGBT、MOSFET等）将直流电源转化为交流电源，在电流开关过程中会产生高频脉冲，这些脉冲会引起电压和电流的谐波。
2.非线性负载：变频器供电的电机通常是非线性负载，即电流与电压不成正比。
非线性负载会引起电流谐波的产生，进而导致电压谐波扩大。
3.电源系统结构：由于电源系统结构及其参数的限制，电源系统的阻抗不匹配可能导致变频器谐波产生。
例如，电容器、滤波器等元件的阻抗变化会引起电源谐波问题。
4.电源负载波动：当电源系统中的其他负载发生波动时，变频器的谐波也会受到影响。
电源负载波动会引起电压波动，进而导致变频器谐波的产生。
针对变频器谐波问题，可以采取以下几种抑制方法：1.安装滤波器：滤波器是一种能够滤除谐波信号的装置，通过调整滤波器的参数（如电容、电感等），可以有效地消除变频器产生的谐波。
2.采用三级变频器：三级变频器是一种设计更为复杂的变频器，通过增加线性输入级、非线性级和滤波级的结构，可以大大减小谐波的产生。
3.提高电压/电流质量监测和控制：通过使用高效的电源和电流控制技术，可以减小电压和电流的波动，从而减小谐波的产生。
4.加强电网监测和保护：定期检查电网的参数，确保电源系统的稳定运行，减小电压波动，从根本上减少变频器谐波产生。
5.优化变频器设计：改进变频器的硬件和软件设计，减小开关脉冲和非线性负载对谐波产生的影响。
总之，变频器谐波的产生主要是由于变频器本身结构特点、非线性负载、电源系统结构和电源负载波动等原因导致的。
为了抑制变频器谐波，可以采取安装滤波器、采用三级变频器、提高电压/电流质量监测和控制、加强电网监测和保护、优化变频器设计等方法。
谐波的产生原因和治理方式
谐波的产生原因和治理方式供电系统中的谐波在供电系统中谐波电流的出现已经有许多年了。
过去，谐波电流是由电气化铁路和工业的直流调速传动装置所用的，由交流变换为直流电的水银整流器所产生的。
近年来，产生谐波的设备类型及数量均已剧增，并将继续增长。
所以，我们必须很慎重地考虑谐波和它的不良影响，以及如何将不良影响减少到最小。
1 谐波的产生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。
在实际的供电系统中，由于有非线性负荷的存在，当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时，就形成非正弦电流。
任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。
谐波频率是基频的整倍数，例如基频为50Hz，二次谐波为100Hz，三次谐波则为150Hz。
因此畸变的电流波形可能有二次谐波、三次谐波……可能直到第三十次谐波组成。
2 产生谐波的设备类型所有的非线性负荷都能产生谐波电流，产生谐波的设备类型有：开关模式电源(SMPS)、电子荧火灯镇流器、调速传动装置、不间断电源(UPS)、磁性铁芯设备及某些家用电器如电视机等。
(1)开关模式电源(SMPS)：大多数的现代电子设备都使用开关模式电源(SMPS)。
它们和老式的设备不同，它们已将传统的降压器和整流器替换成由电源直接经可控制的整流器件去给存贮电容器充电，然后用一种和所需的输出电压及电流相适合的方法输出所需的直流电流。
这对于设备制造厂的好处是使用器件的尺寸、价格及重量均可大幅度地降低，它的缺点是不管它是哪一种型号，它都不能从电源汲取连续的电流，而只能汲取脉冲电流。
此脉冲电流含有大量的三次及高次谐波的分量。
(2)电子荧光灯镇流器：电子荧光灯镇流器近年被大量采用。
它的优点是在工作于高频时可显著提高灯管的效率，而其缺点是其逆变器在电源电流中产生谐波和电气噪声。
使用带有功率因数校正的型号产品可减少谐波，但成本昂贵。
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。
煤矿电力系统谐波分析及治理
煤矿电力系统谐波分析及治理随着煤矿企业的不断发展壮大，电力系统也逐渐成为煤矿企业生产中不可或缺的重要环节。
然而在电力系统中，谐波问题一直是煤矿企业面临的重要挑战之一。
谐波问题会对电力设备、生产设备和工作环境造成严重影响，因此煤矿企业急需对电力系统进行谐波分析和治理，以确保生产的正常运行和员工的安全。
一、谐波产生的原因1. 非线性负载：在煤矿企业的生产过程中，经常会有大量的非线性负载如变频器、整流器、电弧炉等，这些负载会引起谐波的产生。
非线性负载导致电流波形不再是正弦波，而是包含有大量谐波成分的波形。
2. 高压电力设备：煤矿企业通常采用高压电力设备来确保能源传输的远距离和大功率传输，在这种情况下，电力系统中谐波的产生更为严重。
3. 并联运行的设备：煤矿企业生产的设备通常是相互关联并联运行的，这样会导致电力系统中谐波的相互干扰。
二、谐波对煤矿电力系统的影响1. 对电力设备的影响：谐波会导致电力设备温升升高、绝缘老化、电机转矩波动等问题，严重时还会导致电力设备的故障，增加了维护成本和生产成本。
2. 对生产设备的影响：谐波会导致生产设备的转矩波动、振动增大，甚至损坏设备，影响了煤矿企业的生产效率和生产质量。
3. 对工作环境的影响：谐波会导致照明设备的闪烁、电磁辐射增加，给员工的工作环境带来不适和安全隐患。
对于煤矿企业的电力系统，谐波分析是非常重要的一步，只有通过深入的谐波分析，才能找出谐波产生的根本原因，采取合理的措施来解决谐波问题。
1. 谐波测试仪器的选择：在进行谐波分析之前，需要选用合适的谐波测试仪器对电力系统进行测试，检测谐波的频率、幅值、相位等参数。
2. 数据采集与分析：利用谐波测试仪器进行数据采集，对电力系统的谐波进行分析，找出谐波的产生原因和谐波的主要特性。
3. 谐波问题的诊断：通过对谐波数据的分析和对电力设备、生产设备的影响分析，可以对谐波问题进行准确定位，找出谐波问题的具体来源。
1. 选择合适的滤波设备：根据谐波测试分析的结果，选择合适的滤波设备来抑制电力系统中的谐波。
电力系统中电流谐波分析与治理
电力系统中电流谐波分析与治理在当今的电力系统中，电流谐波问题日益凸显，对电力设备的正常运行和电力质量产生了不可忽视的影响。
为了确保电力系统的稳定、高效和可靠运行，深入研究电流谐波的分析方法与治理策略显得至关重要。
一、电流谐波的概念与产生原因电流谐波，简单来说，就是电流波形偏离了理想的正弦波形态。
这种偏离导致电流中出现了频率为基波整数倍的分量。
那么，电流谐波是如何产生的呢？主要有以下几个方面的原因。
首先，非线性负载是产生电流谐波的重要源头。
常见的非线性负载如电力电子设备，包括变频器、整流器、逆变器等。
这些设备在工作时，其电流电压特性并非线性关系，从而导致电流波形发生畸变，产生谐波。
其次，电力变压器的铁芯饱和也会引起电流谐波。
当变压器铁芯进入饱和区时，励磁电流会呈现非线性增长，从而引入谐波成分。
此外，电弧设备如电弧炉、电焊机等，由于其工作过程中的电弧不稳定，电流的通断不规律，也会产生谐波。
二、电流谐波的危害电流谐波的存在给电力系统带来了诸多危害。
对于电力设备来说，谐波电流会增加设备的损耗，导致发热加剧，缩短设备的使用寿命。
例如，电机在谐波环境下运行，会出现额外的铁损和铜损，效率降低，甚至可能出现故障。
对电力系统的稳定性也有不良影响。
谐波会导致电力系统的电压波动和闪变，影响供电质量，严重时可能引发系统故障，造成大面积停电。
同时，谐波还会干扰通信系统，使信号传输受到影响，降低通信质量。
三、电流谐波的分析方法为了有效地治理电流谐波，首先需要对其进行准确的分析和测量。
傅里叶变换是常用的谐波分析方法之一。
它可以将复杂的周期性信号分解为不同频率的正弦波分量，从而清晰地揭示出谐波的频率和幅值。
快速傅里叶变换（FFT）则是傅里叶变换的一种快速算法，大大提高了计算效率，使其能够在实际工程中广泛应用。
此外，还有小波变换等方法。
小波变换具有良好的时频局部化特性，能够更准确地捕捉到信号中的突变和瞬态成分，对于分析非平稳的谐波信号具有独特的优势。
谐波的危害与治理
谐波的危害与治理谐波（Harmonics）是一种电力质量问题，指的是电力系统中频率是电力系统基波频率整数倍的电力信号。
由于现代社会对电力供应的要求越来越高，而电子设备的普及也带来了大量频率非线性负载，这使得谐波问题变得日益突出。
谐波的产生会对电力系统及相关设备带来一系列危害，因此需要进行治理。
本文将对谐波的危害及其治理进行全面探讨。
一、谐波的危害1. 对供电网造成负荷加重：谐波电流会增加供电系统的总功率需求，使电网负荷加重。
由于谐波电流的存在，设备的运行效率降低，电网传输能力减小，给供电企业带来电能损失和运行成本的增加。
2. 对设备造成电磁烦扰：谐波电流会引起电力设备内部漏磁力的增加，产生电磁烦扰现象。
这种电磁烦扰会影响到设备的正常运行，造成设备的故障、损坏甚至火灾。
3. 对电力设备造成损坏：谐波电流会引起设备内部电涌、过热等问题，导致电力设备的损坏。
特别是对低压配电设备，谐波容易引起设备的过载和损坏，给用电客户和企业带来不必要的维修成本。
4. 对电力质量造成污染：谐波会引起电压畸变，特别是谐波电压会使系统电压波形变形，导致电压失真。
这不仅影响设备的正常运行，还会在输配电系统中产生大量的电能损耗，降低电力质量，影响用户的用电质量。
5. 对通信设备造成干扰：谐波会产生高频电磁辐射，对无线通信设备产生干扰。
这种干扰会导致通信设备的信号质量下降，甚至影响通信的稳定性和安全性。
二、谐波的治理谐波治理是指采取一系列措施来减少或消除谐波对电力系统造成的危害。
谐波治理需要从源头和末端两个方面进行考虑，下面将介绍一些常见的谐波治理方法。
1. 谐波源控制：谐波源控制是对产生谐波的负载进行控制，减少谐波的产生。
常见的谐波源控制方法有：（1）采用低谐波负载：选择具有较低谐波水平的负载设备，例如使用变频器时选择带有滤波器的变频器，这样可以减少负载引起的谐波电流。
（2）限制非线性负载容量：对于存在大量非线性负载的设备，可以分时控制其使用量，减少谐波产生。
谐波的产生及危害
谐波的产生及危害一、谐波的产生及危害电力谐波对电力网（包括用户）危害是十分严重的，它是一种电力污染，一种人们看不见、嗅不到、摸不着的污染。
所以往往不被人们注意。
对于电力系统，谐波是个很要命的问题！1、谐波的危害的产生主要表现在:当电网中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，我们将频率高于50Hz的电流或电压成分称之为谐波。
当谐波频率为工频频率的整数倍时，我们将其称之为整数次谐波，这类谐波通常用次数来表示。
例如：将频率为工频频率5倍（250Hz）的谐波称之为5次谐波，将频率为工频频率7倍（350Hz）的谐波称之为7次谐波，依此类推。
当谐波频率不是工频频率的整数倍时，我们将其称之为分数谐波。
这类谐波通常直接使用谐波频率来表示。
例如：频率为1627Hz的谐波。
2、谐波产生的原因多种多样。
比较常见的有两类:第一类是由于非线性负荷而产生谐波，例如可控硅整流器、开关电源等，这一类负荷产生的谐波频率均为工频频率的整数倍。
例如三相六脉波整流器所产生的主要是5次和7次谐波，而三相12脉波整流器所产生的主要是11次和13次谐波。
第二类是由于逆变负荷而产生谐波，例如中频炉、变频器，这一类负荷不仅产生整数次谐波，还产生频率为逆变频率2倍的分数谐波。
例如：使用三相六脉波整流器而工作频率为820Hz的中频炉则不仅产生5次和7次谐波，还产生频率为1640Hz的分数谐波。
谐波在电网诞生的同时就是存在的，因为发电机和变压器都会产生少量的谐波。
但是由于产生大量谐波的用电设备不断增加，并且电网中大量使用的并联电容器所造成的谐波放大，使得谐波的影响越来越严重，从而逐渐引起人们的重视。
当电网中的谐波电流较大，以至于电压波形也产生畸变时，我们将其称之为电网被污染。
电网的污染程度用电压波形畸变率来表示，简称THDu。
按照国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》的规定：10KV 电网的THDu应小于4%，400V电网的THDu应小于5%。
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谐波分析
一、谐波的相关概述
谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般来说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，其实谐波是一个正弦波分量。
谐波产生的根本原因是非线性负载造成电网中的谐波污染、三相电压的不对称性。
由于非线性负荷的存在,使得电力系统中的供电电压即便是正弦波形,其电流波形也将偏离正弦波形而发生畸变。
当非正弦波形的电流在供电系统中传输时,将迫使沿途电压下降,其电压波形也将受其影响而产生不同程度的畸变,这种电能质量的下降会给电力系统和用电设备带来严重的危害。
电力系统中的谐波源主要有以下几类：（1）电源自身产生的谐波。
因为发电机制造的问题，使得电枢表面的磁感应强度分布偏离正弦波，所产生的电流偏离正弦电流。
（2）非线性负载，如各种变流器、整流设备、PWM变频器、交直流换流设备等电力电子设备。
（3）非线性设备的谐波源，如交流电弧炉、日光灯、铁磁谐振设备和变压器等。
二、谐波的危害
谐波对电力系统的危害主要表现在:(1)谐波使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率。
(2)谐波影响各种电气设备的正常工作。
(3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,引发严重事故。
(4)谐波会导致继电保护和自动装置误动作,并使电气测量仪表计量不准确。
(5)谐波对临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。
三、谐波的分析
由于谐波导致的各种各样的事故和故障的几率一直在升高，谐波已成为电力系统的一大公害。
我国对于谐波相关工作的研究大致起源于20世纪80年代。
我国国家技术监督局于93年颁布了国家标准《电能质量——公用电网谐波》（GB/T 14549-1993）。
该标准对公用电网中各个等级的电压的限用值、电流的允许值等都做了相应的规定，并以附录的形式给出了测量谐波的方法和数据处理及测量仪器都作了相应的规定。
这个规定给我国相关人员进行谐波检测分析、谐波污染的抑制提供了理论依据和大致思路。
四、谐波的检测
对电力系统谐波问题的研究涉及面很广,如谐波源分析、谐波检测、畸变波形分析、谐波抑制等,其中很重要的一个方面就是谐波的检测,它是解决其他谐波问题的基础。
但由于电力系统的谐波受到随机性、非平稳性、分布性等多方面因素影响,要进行实时准确的检测并不容易,因此,随着交流电力系统的发展,也逐渐形成了多种谐波检测方法,如模拟滤波、基于傅氏变换的频域分析法、基于瞬时无功功率理论的检测方法、小波变换、神经网络等。
检测谐波是做好抑制与消除谐波工作的基础,目前大多数谐波测试仪都采用快速傅里叶变换(FFT)。
(1)从理论上讲,谐波测量通常是利用谐波分析的方法求出信号的各次谐波的幅值和相角,然后由相应公式求出总谐波畸变率(DFU)、谐波功率(Ph)、谐波阻抗(Zh)等值。
对于不同的谐波,采用不同的分析方法。
对于稳态谐波通常采用FFT算法、FHT算法以及离散W变换等;对于暂态谐波,则有改进的FFT分析及小波变换等。
(2)在实际测量过程中,应用谐波频谱分析仪对各个变压器的出线口、配电柜的各低压电容器支路、主要整流设备馈线支路和典型用户支路等测试点,进行电压和电流波形的测量、记录和保存;把测量的电压、电流波形,通过相应的分析软件,可以直接得到各次谐波分量的有效值及其占总有效值的百分比。
五、谐波的抑制
目前常用的谐波治理方法无外乎有两种，无源滤波和有源滤波。
1、无源滤波的主要结构是用电抗器与电容器串联起来，组成LC 串联回路，并联于系统中，LC回路的谐振频率设定在需要滤除的谐波频率上，例如5次、7次、11次谐振点上，达到滤除这3次谐波的目的。
其成本低，但滤波效果不太好，如果谐振频率设定得不好，会与系统产生谐振。
现在，市场上流通较多的采取的滤波方法就是这一种，主要是因为低成本，用户容易接受。
虽滤波的效果较差，只要满足国家对谐波的限制标准和电力部门对无功的要求就行了。
由于其低成本，市场的需求也就大，一般而言，低压0.4KV系统大多数采用无源滤波方式，高压10KV几乎都是采用这种方式对谐波进行治理。
由于我国的中小企业大多数是私有的，业主对谐波的危害认识不足，一般不愿意拿出大量的经费来治理谐波，而有的企业由于谐波的含量太大，常规的无功补偿不能凑效，供电部门对无功的要求又是十分严格的，达不到就要罚款。
因此，业主不得不要求滤波。
因而，其市场的前景可观，经济效益也就可观了。
无源滤波器可分为：1）单调谐滤波器；2）高通（或带通）滤波器（一阶、二阶和三阶）。
1)单调谐滤波器
这是最为常用的一种滤波器,由L、R、C串接而成,如图1(a)所示,它是针对某一次谐波而设计。
当系统中有该次谐波时,由于滤波器的存在使得谐波容抗与谐波感抗刚好抵消,整个滤波器电路对该次谐波仅相当于一个低阻通道,从而将该次谐波从系统中滤除。
2)双调谐滤波器
双调谐滤波器相当于由两个单调谐滤波器并联组成,如图1(b)所示,它可以同时吸收两种频率的谐波。
与两个单独的单调谐滤波器相比,它的基波损耗较小,但是结构比较复杂。
3)二阶减幅型滤波器
这种滤波器又称为高通滤波器,其结构如图1(c)所示,可与单调谐滤波器相配合,它对
于高于某次以上谐波的谐波阻抗较小,从而可以从系统中滤除高于该次以上的谐波。
这种滤波器基波损耗较小,阻抗频率特性较好,因此在电力系统中应用较多。
4)三阶减幅型滤波器
结构如图1(d)所示。
该滤波器在实际中应用较少,它的基波损耗比二阶减幅型滤波器小,但是特性较差。
图1 无源滤波器原理图
2、有源滤波装置是在无源滤波的基础上发展起来的，它的滤波效果好，在其额定的无功功率范围内，滤波效果是百分之百的。
它主要是由电力电子元件组成电路，使之产生一个和系统的谐波同频率、同幅度，但相位相反的谐波电流与系统中的谐波电流抵消。
但由于受到电力电子元件耐压，额定电流的发展限制，成本极高，其制作也较之无源滤波装置复杂得
多，成本也就高得多了。
其主要的应用范围是计算机控制系统的供电系统，尤其是写字楼的供电系统，工厂的计算机控制供电系统。
对单台的装置而言，其利润是可观的，但用户一般不愿意用有源滤波，对于谐波的含量，不必滤得太干净，只要不危害其他用电器也就可以了。