电气行业-电能质量及谐波和中压电能质量的治理

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电力系统中电能质量改善的技术措施

电力系统中电能质量改善的技术措施在当今社会，电力系统的稳定运行和电能质量的优劣对于各行各业的正常生产和人们的日常生活至关重要。

随着电力电子设备的广泛应用、非线性负载的增加以及各种新型能源的接入，电能质量问题日益凸显。

电能质量问题不仅会影响电气设备的正常运行，降低其使用寿命，还可能导致生产中断、数据丢失等严重后果。

因此，采取有效的技术措施来改善电能质量已成为电力领域的一个重要研究课题。

电能质量问题主要包括电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动和闪变、三相不平衡等。

这些问题的产生原因各不相同，需要针对性地采取技术措施来加以解决。

电压偏差是指供电电压偏离额定电压的程度。

造成电压偏差的主要原因包括电网结构不合理、无功功率不足或过剩、负载变化等。

为了改善电压偏差，可以采取以下技术措施：1、合理规划和优化电网结构。

通过合理布局变电站和输电线路，减小供电半径，降低线路阻抗，从而减少电压损失。

2、无功补偿。

在电网中安装无功补偿装置，如电容器组、电抗器等，以补偿无功功率，提高功率因数，稳定电压水平。

无功补偿可以分为集中补偿、分散补偿和就地补偿三种方式。

集中补偿通常在变电站进行，分散补偿则安装在配电线路上，就地补偿则直接在负载端进行。

3、调整变压器分接头。

变压器分接头的调整可以改变变压器的变比，从而调整输出电压。

但这种方法只能在一定范围内调整电压，且频繁调整会影响变压器的使用寿命。

频率偏差是指供电频率偏离额定频率的程度。

频率偏差主要由电力系统有功功率不平衡引起。

为了改善频率偏差，电力系统需要保持有功功率的平衡。

这可以通过合理安排发电计划、优化机组运行方式、加强负荷预测和调度管理来实现。

此外，还可以采用调频装置，如调速器、调频器等，来快速响应频率变化，维持系统频率稳定。

谐波是指电力系统中电流和电压中所含的频率为基波整数倍的分量。

谐波的产生主要源于电力电子设备、电弧炉、整流设备等非线性负载。

谐波会导致电能损耗增加、设备过热、噪声增大、通信干扰等问题。

电力系统谐波治理的四种方法

谐波，这个新鲜的电力系统名词，在当今的电力行业中，已广为“传播”，几乎在电力行业工作，以及与电力行业有直接关系的人，都对这个名词不陌生，尤其是用电大户单位，谈之色变，一是“谐波”直接影响了工厂的正常工作，由于谐波的存在，工厂的负荷上不去，即便上去了，无功也特高，而传统的“无功补偿”又不能凑效。

而是即便无功补偿达到了要求，但谐波含量超标，管理部门不答应，自身的电费多交了不说，还讨不了好。

那么，是否拿“谐波”的肆虐就没有办法了，不！“办法总比问题多”，上海坤友电气有限公司集多年治理“谐波”的经验，针对不同的工况，总结了几种解决问题的方法，公布如下，与各位同仁共勉。

首先，我们讨论谐波的产生原因：近年来，电力网中非线性负载的逐渐增加是全世界共同的趋势，如变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、重要负载所用的不间断电源（UPS）、节能荧光灯系统等，这些非线性负载导致电网污染，电力品质下降，引起供、用电设备故障，甚至引发严重火灾事故等。

电力污染及电力品质恶化主要表现在以下方面：电压波动、浪涌冲击、谐波、三相不平衡等。

其次，我们讨论谐波的危害：电源污染会对用电设备造成严重危害，主要有：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：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。

干扰通讯设备、计算机系统等电子设备的正常工作，造成数据丢失或死机。

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。

引起电气自动装置误动作，甚至发生严重事故。

使电气设备过热，振动和噪声加大，加速绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。

造成灯光亮度的波动（闪变），影响工作效益。

导致供电系统功率损耗增加。

谐波与电力系统中基波叠加，造成波形的畸变，畸变的程度取决于谐波电流的频率和幅值。

非线性负载产生陡峭的脉冲型电流，而不是平滑的正弦波电流，这种脉冲中的谐波电流引起电网电压畸变，形成谐波分量，进而导致与电网相联的其它负载产生更多的谐波电流。

电能质量及谐波治理的分析

电能质量及谐波治理的分析【摘要】近几年来，随着国民经济的快速发展对供电企业的电网建设日趋完善，以及自动控制系统（如DCS等）在配电网中的广泛使用，为了减少电解整流装置及变频器产生的谐波对电网的污染，需对于配电网谐波所产生的主要的原因进行分析与治理，不但可以有效的降低供电线路的电能损耗，还能有效的增加了电力设备的使用寿命。

【关键词】电能质量；原因；危害；治理引言电能质量就是供电电压特性，即关系到用电设备工作（或运行）的供电电压和电流各种指标偏离理想值（额定值或标称值）的程度。

电能质量的指标包括：电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动和闪变、三相电压不平衡度、暂时过电压和瞬态过电压、电压暂降、波形缺口等，理想的电能质量是频率为50Hz、三相平衡、电压电流波形为单一频率的正弦波。

1、谐波产生的原因分析电网谐波来自于三个方面：一是发电源质量不高产生谐波；二是输配电系统产生谐波；三是用电设备产生谐波。

其中用电设备产生的谐波最多。

谐波产生的根本原因是由于电力系统中某些设备和负荷的非线性特性，使所加的电压与电流不成线性关系而造成的波形畸变。

引起波形畸变的谐波源是多种多样的，例如各种非线性元件，包括大容量的晶闸管换流装置、硅整流器及电弧炉等非线性负载，数量众多的家用电器等等。

另外电力系统不对称运行和不对称故障以及电弧的非线性特性等等，均可引起高次谐波。

针对厦门同安地区主要是以下电力设备产生谐波污染：（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。

（2）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，谐波成分很复杂，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，随着变频调速的发展，对电网注入的谐波也不容忽视。

（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。

通过谐波治理提高电能质量的措施探讨

通过谐波治理提高电能质量的措施探讨摘要：近年来社会各界不仅对电力资源的需求量逐渐提升，对电力质量的要求也不断提高，这也极大的促进了电力企业电网建设的完善。

谐波是污染电网的重要因素，也是影响电能质量的关键，为了最大限度降低谐波对电能质量的影响，必须全面意识到谐波的危害，掌握其检查方法，并结合实际，采用合理的谐波治理手段，全面提升电能质量，满足社会发展需求，下面对此进行分析。

关键词：谐波；治理；电能质量；提高前言对于谐波，是电力系统中周期性电气量正弦波分量，谐波的频率是基波频率的整数倍。

电网系统中，谐波的产生原因在于整流器、变频器、电弧炉等非线性负载，由于谐波电流、谐波电压会对用电设备、电网、电能质量带来极大危害，所以在日常工作中，必须加强对谐波的治理，减少谐波干扰，保证电网系统的正常工作。

1.谐波治理的意义进入新世纪以后，随着国家对电力这一基础性民生行业重视力度的提升，电网、电源建设获得了显著成效，电能供需矛盾持续缓解，极大的促进了我国国民经济建设。

近年来，随着社会各界需求的提升，电能质量逐渐成为新的电力供需双方矛盾。

对企业而言，电能质量不达标，就会极大的影响到其正常生产，造成巨大损失；对居民而言，电能质量不达标，则会对其日常生活带来诸多不便。

谐波是影响电能质量的重要因素之一，谐波的产生会引起电力设备使用寿命缩短、电子元件误动作、电网设备功率损失加重、继电保护功能下降等，所以在实际中，注重谐波治理，降低谐波污染，不仅能极大的促进电能质量提升，同时还可以有效的提升电网运行安全、稳定，保证电网系统的持续运行。

2.谐波的危害及检测方法2.1谐波的危害谐波的危害主要表现在以下几个方面：（1）谐波电流的不稳定性会导致工业生产、电机旋转磁场相互作用，从而造成电机震动，对电机设备造成破坏，甚至会危害到他人生命安全。

同时谐波电流会造成电子线路设备不稳定，影响到正常使用。

（2）谐波电流会影响到继电保护装置的正常使用，引起继电保护装置误动作。

电力系统电能质量分析与谐波治理

1电力系统电能质量问题的表现
一般情况下，众多单一类型电力系统干扰问题统称为电能质量问题，其本质在于电压质量问题。电力系统电能质量的衡量指标就包括电压偏差、三相平衡度以及谐波干扰量等。人们称电能质量为电力电能品质或电力系统整体运行状态，电能质量问题通常分为稳态和动态两种，表现为非线性负荷问题、电力系统元件存在非线性问题或电力系统在运行时因内外故障引发电能质量问题。例如非线性负载在生活与工业用电负载中占据较大比例，引发谐波问题；电力系统中的发电机或者变压器、直流输电等产生谐波，或者输电线路尤其是超高压输电线路、变电站并联电容补偿器装置影响谐波，直流输电是当下电力系统中最大的谐波源；还有在各种电网故障、短路故障、人为误操作的影响下改变发电机、励磁系统的工作状态，启动故障保护装置的电力电子设备等，这些都可能引发电能质量问题。
2电力系统电能质量分析与谐波治理
2.1谐波检测方法
系统中产生高次谐波的非线性元件很多，例如电动机、电焊机、感应电炉、电弧炉、大型整流设备等，都会产生高次谐波电流，是造成电力系特中谐波干扰的最主要的谐波源。工业电弧炉、晶闸管整流供电的轧钢机都是快速变化的冲击符合，其电气量（电压或电流）的变化在几毫秒或十几毫秒内就能观察到，于是就产生了连续且离散的简谐波。谐波对电力设备的影响：影响输电线路，增加了输电损耗及产生谐波电压降；影响变压器磁滞、涡流损耗以及绝缘的电场强度等；影响电容器组，产生额外的电力损耗，导致电容器损坏；谐波对电力系统保护的干扰，导致继电器误动作和采样数据误差；影响电力计量，产生误差；间谐波使波形畸变、灯光闪烁、影响测量仪表、电机噪声和振动等。目前谐波检测和方法测量中，主要通过硬件和软件来实现。硬件实现主要通过采用模拟带通或带阻滤波器来实现谐波的测量。软件实现主要通过算法来实现滤波功能，还可以通过神经网络及小波变换来实发展，人们对电力的需求也越来越大。电能作为一种特殊商品进入市场，其质量问题同样成为供需双方共同关注的问题。但由于系统各元件（如发电机、变压器、线路等）参数的非线性或不对称性，大量感性负载和冲击性负载（如电弧炉、电解铝、电焊机等）的接入，以及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，带来了无功、谐波污染、电压跌落、三相不对称等电能质量问题。其中有功冲击负荷将对系统的频率产生影响，而无功冲击负荷将对系统的电压产生影响。

电能质量讲座第五讲谐波治理

式中 XT1 ———变压器 220 kV 侧的基波等值阻抗
XT3 ———变压器 10 kV 侧的基波等值阻抗
XS ———系统基波阻抗
XL ———滤波器的基波感抗
XC ———滤波器的基波容抗
在 110 kV 侧 ,滤波器的失谐度不能很小 (即
Q 值较高 ) ,故
nXL
> XC n
即
nXL
- XC n
图 4 有源滤波器的滤波原理
图 5 有源滤波器的基本回路
3 相数倍增法
电力系统中接入的非线性器件 ,有许多往往正是利用非线性来达到技术上的某种目的 ,因此 , 不能用降低甚至消除非线性来消除谐波。高次谐波都是一些正弦交流量 ,其大小和方向与相位有关 ,因此可设法让次数相同、相位相反的谐波相互抵消。经分析推理证明 ,对于 2组三相系统 ,如果它们的相位相差 30°时 ,可以消除 5、7、17、19、29、
对谐波的治理应该从两方面来考虑 ,一是产
生谐波的非线性负荷 ;二是受危害的电力设备和装置。这两个方面应该相互配合 ,统一协调 ,作为一个整体来研究 ,采用技术、经济最合理 ,符合社会发展和历史条件的方案来治理和消除谐波。
1 减少谐波源的谐波含量
1. 1 增加晶闸管变换装置脉冲数
对于整流、换流设备 ,增加晶闸管变换装置脉
相差为 30°的原理 ,将 2台三相 6脉冲全波换流器
分别接入上述 2 台不同接线方式的变压器。这
样 ,就将两组 6 脉冲换流器变成了 12 脉冲换流
器。由于 12脉冲换流器不产生 5次和 7次谐波 ,
因此也就不需再投资安装 5次和 7次器 ,产生的谐波
程浩忠 ( 1962—) , 男 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事电能质量、无功补偿、电压稳定等方面的教学和研究工作。

电力谐波治理的几种方法

电力谐波治理的几种方法
随着现代化程度的不断提高，电力谐波问题日益突出，给电力系统的安全稳定运行带来了极大的威胁。

为此，电力谐波治理成为了电力系统建设和运行中必不可少的一项工作。

电力谐波的治理主要有以下几种方法：
1. 滤波器法
采用电力滤波器对电力谐波进行滤波处理，以减小其对电力系统的干扰。

常见的电力滤波器包括L-C滤波器、谐振滤波器和有源滤波器等。

滤波器法具有费用低、性能稳定等优点，适用于小功率电器的电力谐波治理。

2. 变压器法
采用特殊结构的变压器进行电力谐波治理，包括隔离变压器、耦合变压器等。

变压器法可以有效地降低电力谐波对电力系统的影响，但需要投入较大的资金，适用于大功率电器的电力谐波治理。

3. 电容器法
通过电容器的串联或并联方式，对电力谐波进行电容滤波处理。

电容器法具有构造简单、成本低等优点，适用于小功率电器的电力谐波治理。

4. 谐波抑制器法
采用谐波抑制器对电力谐波进行抑制处理。

常见的谐波抑制器包括谐波电流抑制器、谐波电压抑制器等。

谐波抑制器法具有能够有效抑制电力谐波、无需改变电路结构等优点，适用于各类电器的电力谐
波治理。

在电力谐波治理中，需要综合考虑电力系统的实际情况和治理成本，选择合适的治理方法，并采取科学有效的措施加以实施，以确保电力系统的安全稳定运行。

电力谐波治理的几种方法

电力谐波治理的几种方法目前常用的电力谐波治理的方法无外乎有三种，无源滤波、有源滤波、无功补偿。

下面就谈谈这二种方法的优缺点以及市场前景及其经济效益的分析。

6.1、无源谐波滤除装置无源滤波器的主要是用电抗器与电容器构成，无源滤波装置的成本较低，经济，简便，因此获得广泛应用。

无源滤波器可以分为并联滤波器与串联滤波器。

6.1.1、无源并联滤波器现有的谐波滤除装置大都使用无源并联滤波器，对每一种频率的谐波需要使用一组滤波器，通常需要使用多组滤波器用以滤除不同频率的谐波。

多组滤波器的使用造成结构复杂，成本增高，并且由于通常的系统中含有无限多种频率的谐波成分，因此无法将谐波全部滤除。

不仅如此，由于并联滤波器对谐波的阻抗很低，通常会使谐波源产生更大的谐波电流，谐振在不同频率的滤波器还会互相干扰，例如7次谐波滤波器就可能会放大5次谐波。

因此，如果有人将并联滤波器安装前后的谐波情况做过对比，就会发现：虽然滤波器安装以后影响系统的谐波电流减小，但是各滤波器中以及进入系统的谐波电流之和远远超过未安装滤波器之前，谐波源产生的谐波电流也超过未安装滤波器之前。

从广义的角度来讲，频率不等于工频频率的成分统统都是谐波。

因此，工频是单一频率，而谐波有无限多种频率，可见谐波具有无限的复杂性，使用并联滤波器的方法显然无法对付无限频率成分的谐波。

6.1.2、无源串联滤波器由电感与电容串联构成的LC串联滤波器，具有一个阻抗很低的串联谐振点，如果我们构造一个串联谐振点为工频频率的串联滤波器，并将其串联在线路中，就可以滤掉所有的谐波。

这就是本文介绍的串联滤波器，串联滤波器由电感和电容串联而成，并且串联连接在电源与负荷之间，因此串联滤波器的“串联”二字具有双重意思：一个意思表示电感与电容串联，另一个意思表示串联在电路中使用。

在三相电路中均接入串联滤波器，由于串联带通滤波器对基波电流的阻抗很小，而对谐波电流的阻抗很大，于是只用一组滤波器就可以滤除所有频率的谐波。

浅谈谐波的危害及对谐波污染的治理

浅谈谐波的危害及对谐波污染的治理摘要：本文作者通过对电力系统谐波的危害进行分析和阐述，幷说明谐波污染治理的重要性及可行性，可供同行借鉴参考！关键词：电力系统；谐波的危害；治理；1 引言谐波实际上是一种干扰，注入公用电网就会使电网受到“污染”，高次谐波还会直接对用电设备产生危害，造成电缆电线过热，绝缘老化加速，线间短路和接地故障，供电系统损耗增加，系统功率因数降低，过零噪音，浪费系统容量，降低保护作用，医疗设备误动作等。

近年，随着知识经济与信息时代的到来，电子计算机、微处理器、精密医疗仪器以及其它数字化电子设备应用日益普遍。

而这些电气设备都对电源的谐波质量具有很高的要求。

遇到高次谐波时，经常出现程序运行错误、数据错误、时间错误、死机、无故重新启动甚至导致永久性损坏。

目前，发达国家均已制定了谐波限定的标准与规范等一系列法规。

国际电工委员会IEC于1982年开始制定IEC955－2，明确提出对谐波限定的要求。

1994年及1995年又修订为IEC－1000－3－3《额定电流不小于16A的设备在低电压系统中电压波动及闪烁的限值》，IEC－1000－3－2《每相电流小于等于16A的设备谐波电流的发射限值》。

美国电子电气工程师协会IEEE于1992年制定了谐波限定标准IEEE－1100。

我国也已于1993年颁布了GB/T14549－93《电能质量、公用电网谐波》的国家标准，明确规定了电网标称电压380V，电压总谐波畸变率THD限值5％以下。

2 谐波对电力行业的危害电网的谐波主要由具有非线性特性或者对电流进行周期性开闭的电气设备产生，这类设备分为以下两种：⑴装有电力电子器件的设备，例如变流器、变频器、交流控制器、电视机等。

⑵具有非线性电流电压特性的设备，例如感应炉、电弧炉、气体放电灯和变压器等。

随着晶闸管电路的广泛应用，上述设备成为主要的谐波源。

2.1 谐波的增加使供电系统可能发生谐振最常见的谐波谐振是在接有谐波源的用户母线上，因为母线上除谐波源外还有电力电容、电缆、供电变压器及电动机等负载，而且这些设备处于经常性的变动中，容易构成谐振条件。

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。

电能质量的提高与谐波治理

RL Pi X L Qi d 100% 2 Un
在高压电网中，一般
，则 X L远大于RL
Qi d 100% Sk
在无功功率的变化量为主要成分时（例如大容量电动机起动） Si d 100% Sk
三、电压波动和闪变的降低
1.采用合理的接线方式如对波动负荷采用专线供电ห้องสมุดไป่ตู้ 与其它负荷共用配电线路时，降低配电线路阻抗；
GB/T15945－2008《电能质量电力系统频率偏差》规定：电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz。当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到±0.5Hz。电力系统频率的变化主要是由有功负荷变化引起的。根据负荷的变动进行电力系统的频率调整，分为一次、二次、三次调整。如果电力系统发生短路故障，或用电负荷突然大幅度增加时，电网频率将显著降低，致使电力系统不能正常运行，这时候也可以通过设置低频减载装置来使电力系统的频率得到有效的恢复。
δ U D%
指定地点E的电压偏差可由下式计算: UE % U % U %
四、电压偏差限值及调节
（一）电压偏差限值
GB12325－2008《电能质量供电电压允许偏差》中规定，供电部门与用户的产权分界处或供用电协议规定的电能计量点的供电电压偏差限值为： 35kV及以上供电电压：电压正、负偏差绝对值之和为10%； 20kV及以下三相供电电压偏差：±7%； 220V单相供电电压偏差：+7%，－10%。
U 20U1n ( 1) 100 U T % U tU 2n
U t % UT %
三、电压偏差的计算
δ U A% Δ U W1% δ U T% Δ U W2% δ U D%
G A 6
δ U%
δ U A%

电力系统谐波的出现与基本治理方法

电力系统谐波的出现与基本治理方法电能质量的好坏，直接影响到工业产品的质量，评价电能质量有三方面标准。

首先是电压方面，它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等；其次是频率波动；最后是电压的波形质量，即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率，也就是谐波所占的比重。

我国对电能质量的三方面都有明确的标准和规范。

（附国家谐波标准）随着科学技术的发展，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。

它不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行。

举个常见的例子来说，电子节能灯在使用量所占比重较小的电网中运行，的确比常用的白炽灯好，不仅亮度高又省电，而且使用寿命也长。

但是相反，在大量投运节能灯后，就会发现节能灯的损坏率大大提高。

这是由于节能灯是非线性负荷，它产生较大的谐波污染了这一片电网，造成三相负荷基本平衡情况下，中心线电流居高不下，线电压与相电压之比比3：1要小得多，造成了该片电网供电质量下降，用电设备发热增加，电网线损增加，使得该区的配变发热严重，严重影响其使用寿命。

因此我们对非线性用电设备产生的谐波必须进行治理，使谐波分量不超过国家标准。

电力系统中谐波的来源电力系统中的谐波来自电气设备，也就是说来自发电设备和用电设备。

由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。

目前我国应用的发电机有两大类：隐极机和凸极机。

隐极机多用于汽轮发电机，凸极机多用于水轮发电机。

对于谐波分量而言，隐极机优于凸极机，但随着科技进步，可控硅、IGBT等电子励磁装置的投入，使发电机的励磁电流有交流分量，造成发电机的谐波分量有所上升。

可控硅励磁它的励磁电流有交流分量是和发电机转速是同步的，而IGBT电子励磁装置的励磁电流有交流分量是固定频率的，和发电机转速不能同步。

电气行业-电能质量及谐波和中压电能质量的治理

三相整流设备产生的谐波电流值可按如下公式求得：
公式中：
In = I1 / N
In = N 次谐波的电流值； I1 = 基波电流值； N = 谐波次数。
二、谐波：谐波的种类
特性谐波：与相关回路结构相关. 有规律的谐波次数. 谐波频率可由公式 k*p+1 ; k = 1,2,3…得到. 谐波频率呈规律性.
电力系统公共连接点或波动负荷用户引起的公共连接ห้องสมุดไป่ตู้电压变动限值
电压变动频度r 次/小时
电压变动d的限值
低压、中压
高压
r≤1
4
3
1＜r ≤10
3
2.5
10＜r ≤100
2
1.5
100＜r ≤1000
1.25
1
一、电能质量简介：电压波动和闪变(续)
闪变时间t: 一个有时间量纲的值，表示电压变动的闪变影响，和波形、幅值以及频度均有关。
0o -120o
B
R
三次谐波
+360o +0o
0o -360o
0o
-0o
Y
B
因而三次谐波作为零序分量运转.
非特性谐波：由频率转换设备产生. 系统不平衡 (电压和感抗)
3次谐波（零序谐波）： 3*(2n+1) ,n = 0,1,2… 例如 3,9,15,21.. 等. 主要影响零序. 增加零相电流.
二、谐波：谐波的相序（1）
每一谐波的相序都有关于基波的联系. 按约定基波被设定为正相序. 所有高次谐波都有相对于基波的正、负或是零相序.
电能质量及谐波
目录
一、电能质量简介二、谐波三、中压电能质量的治理
一、电能质量简介：内容及标准

电力系统电能质量分析与谐波治理穆瑞珂

电力系统电能质量分析与谐波治理穆瑞珂摘要：电力系统谐波问题日趋严重，对安全生产带来严重隐患。

为改善供电质量，企业必须加强对谐波的管理，采取切实可行的措施，对谐波进行综合治理，进而降低设备故障率、延长设备使用寿命、提高安全生产水平。

关键词：电力系统；电能质量；谐波治理引言电能质量及其各项指标对于电网的正常运行至关重要。

随着工业的飞速发展，非线性设备设施应用急剧增加，导致大量谐波注入电网，严重影响电能质量及设备的使用寿命。

因此如何治理电网谐波，提高电能质量备受关注，谐波治理技术也应运而生。

1电能质量电能质量是指供电部门和用户电能交换处，即用户计费电能表安装处测定的电能质量。

对此我国供电部门制定有高次谐波、频率偏差、电压偏差、三相电压不平衡、电压波动以及瞬态涌压波动等限制标准。

2电能质量参数2.1公用电网谐波如果负载为线性，则电气波形表现为正弦波。

但是工业中广泛使用的变频装置、变压器等非线性负荷，导致负载电流非线性化日益严重。

同时谐波电流注入电网时，导致谐波电压的出现。

谐波电压和正常的基波电压叠加在一起，就会引起畸变。

通常用来表示畸变程度的指标有n次谐波电压（电流）含有率和谐波总畸变率，公式如（1）、（2）所示。

（1）（2）式中：—第n次谐波电压（电流）有效值（V/A）；U1I1—基波电压/电流有效值（V/A）。

2.2电力系统频率偏差电网处于正常运行状态时，其频率标准值为50Hz，由于谐波注入导致其实际值与标准值产生偏离，计算式如（3）所示：（3）2.3电压偏差由于设备设施的非线性化，在电网中运行时，供电电压会一定程度的偏离标准电压，因此产生电压偏差，计算式如（4）所示：（4）3谐波的危害自人类开始使用交流电进行电能输送时就已经出现谐波干扰问题，随着近些年来大量非线性电子设备的投入大大提高了这一问题的严重性。

电网在正常工作时所产生的谐波虽然在一定程度上影响了电网中电子设备的稳定性，一般情况不会造成严重的后果，但在特定条件下谐波之间的相互影响和干扰会导致电气设备设施的连锁反应，继而影响电网的整体安全性。

电力系统中谐波分析与治理方法

电力系统中谐波分析与治理方法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。

谐波不仅会降低电力设备的运行效率，还可能引发一系列的故障和安全隐患。

因此，对电力系统中的谐波进行深入分析，并采取有效的治理方法，具有十分重要的意义。

一、谐波的产生要理解谐波的治理，首先需要清楚谐波是如何产生的。

在电力系统中，谐波的产生主要源于非线性负载。

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、电弧炉等。

以变频器为例，其工作原理是通过对电源进行整流和逆变，将固定频率的交流电转换为可调节频率的交流电。

在整流过程中，由于二极管的非线性特性，电流会发生畸变，从而产生谐波。

电弧炉在工作时，由于电弧的不稳定燃烧，电流和电压也会呈现出非线性的变化，进而产生谐波。

二、谐波的危害谐波的存在给电力系统带来了诸多危害。

首先，谐波会增加电力设备的损耗。

例如，变压器、电动机等设备在谐波的作用下，铁芯损耗和铜损都会增加，导致设备发热加剧，缩短使用寿命。

其次，谐波会影响电力测量的准确性。

电能表等测量设备在谐波的干扰下，可能会出现计量误差，给电力计费和管理带来困难。

再者，谐波还可能引发电力系统的谐振。

当谐波频率与系统的固有频率接近时，会产生谐振现象，导致电压和电流急剧增大，严重时甚至会损坏设备。

此外，谐波还会对通信系统造成干扰，影响通信质量。

三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波，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法、瞬时无功功率理论法和小波变换法等。

傅里叶变换法是一种经典的谐波分析方法，它将时域信号转换为频域信号，从而可以直观地看到各次谐波的含量。

但其在分析非平稳信号时存在一定的局限性。

瞬时无功功率理论法可以实时地检测出谐波和无功功率，在电力系统的实时监测和控制中具有广泛的应用。

小波变换法则具有良好的时频局部化特性，能够有效地分析突变信号和非平稳信号，对于复杂的谐波信号具有较好的分析效果。

电力系统谐波及其治理措施

电力系统谐波及其治理措施随着现代信息技术，计算机技术和电子技术的发展，电能质量问题已越来越引起用户和供电部门的重视。

应用先进的电能质量测试仪器不仅能大大提高电能质量的监测与治理水平，同时还可建立先进可靠的电能质量监测网络，及时分析和反映电网的电能质量水平，找出电网中造成电能质量谐波及故障的原因，采取相应的措施，为保证电网的安全、稳定、经济运行提供重要的保障。

标签：电力系统；谐波；治理措施1 谐波的危害1.1 对旋转电动机的影响在电力系统的运行过程中，受到谐波的干扰，旋转电动机的电流将会产生变化，进而使旋转电动机产生固定数的振动转矩，同时旋转的速度也会产生周期性的变化。

这样一来，电动机的工作效率将会受到影响，发热量也会不断增加，进而直接影响到旋转电动机的使用期限。

1.2 对变压器的影响和旋转电动机的受损情况有点相似，变压器等电气设备将会产生较大的谐波电流，这加大了变压器的损耗。

在这一环节中，由于损耗过大，发热量将会增大，绝缘介质将会老化，最后使绝缘体遭到破坏，从而影响工作效率。

1.3 对并联电容器的影响并联电容器具备阻抗这一特性，在一般情况下，其频率越高，阻抗越低。

受谐波的干扰，在一段时间内电容器将会吸收谐波电流，导致过载，发热量增加。

当电容器的阻抗和电网系统中的感应阻抗相匹配时，就会产生谐波谐振，同时增加了绝缘体被击穿的概率，影响并联电容器的正常运行。

除此之外，还存在基波电压和谐波电压峰值重叠的情况，这会加大局部放电的几率，破坏绝缘体；当基波电压和谐波电压重叠时，电压波动幅度将会明显增大，同时增大了每个周期中局部放电的功率，而从理论的角度上说，局部放电功率越大，绝缘体的寿命越短，所以这种情况是不利于电网系统运行的。

1.4 对断路器的影响谐波电流的发热作用大于有效值相等的工频电流，能减少热元件的发热动作电流。

如果某种电流的高次谐波含量过高，那么其断路器的工作效率将会降低。

如果在这个过程中，有更为强大的谐波电流对断路器进行干扰，那么部分断路器的磁吹线圈将会受到损坏，影响到断路器的开断效果。

电能质量问题及其治理办法

电能质量问题及其治理办法随着现代工业以及电力电子技术的不断发展，用电设备越来越复杂多样，由此引发了诸多用电质量的问题。

一方面，除了功率因数低的问题之外，各种变流器等电力电子装置的日益广泛应用又为电网引入大量谐波；另一方面，大量的精密仪器非常容易受电力谐波的影响，对电能质量的要求越来越高。

在用户侧对电能质量进行积极有效的治理已经势在必行。

电能质量的问题电网电压的波动、跌落、骤升、不平衡、谐波等除了影响电能质量敏感负荷正常工作外，还会有以下几项危害：电能质量现象部分波形图1、使电网中的元件产生附加损耗，降低发电、输电以及用电设备的效率和使用寿命;2、导致继电保护和自动装置的误动作，并可能使电器测量仪表剂量不准;3、产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部过热;4、谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，甚至损坏;5、谐波还会导致公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，大大增加了谐波的危害性，有时会引起严重的事故;高次谐波还会对临近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声、降低通信质量;6、在电压严重不平衡时，会使对于电压过零点有严格要求的某些直流电机发生故障。

影响电能质量的因素1.电压偏差的产生(1)系统电源阻抗和峰、谷负荷的存在是产生电压偏差的主要原因。

同时系统无功电源没有达到分层控制和动态就地平衡的原则就地平衡导致系统无功容量严重不足或电容器、调相机不能按照功率因数自动投切也增加了附加电压偏差。

(2)电网中有载调压设备不足或有载调压设备配置不合理导致为用户供电的某一系列电压变换系列中没有电压调整手段在系统电能质量低劣时电压质量低劣。

(3)配电网结构不合理供电负荷与电网的阻抗参数不匹配: 如电源结构不合理没有靠近负荷中心导线截面偏小线路中负荷电流密度过大供电半径偏大超出了允许范围等。

(4)用户功率因数太低或用户变电设备负荷率太低。

2.电网谐波污染的产生产生谐波的主要原因是各类非线形负荷的大量增加使电压波形发生畸变产生谐波电压和谐波电流谐波污染是电网受到污染的重要原因产生谐波的主要用电设备是大功率的可控硅整流装置如电气化铁路、电力牵引机车电化学的电解装置和直流输电的换流装置等;主要有产生冲击负荷的装置如炼钢用电弧炉和钢铁轧机;节能型电器如节能灯和变频器;各种医疗装置和不间断电源和电子整流装置;自饱和电抗器和可控饱和电抗器; 电力变压器的励磁回路等。

[谐波,电能,质量]关于治理谐波污染提高电能质量的有效探讨

关于治理谐波污染提高电能质量的有效探讨经济的快速发展与各种技术水平的提高都向电能质量提出了越来越高的要求，同时越来越多的人们也逐渐将关注的目光投向电力系统的环境污染。

这就使得绿色电网的建设工作的地位获得了极大的提升，并让人们认识到了谐波的危害，对此，制定并实施相应的谐波污染治理措施，从而有效的保障电能质量具有十分重要的意义。

1 出现电力谐波污染的主要行业通常情况下，谐波污染出现的行业包括：1.1 冶金行业这一行业所产生的谐波源一般是电弧炉，而这又通常用在轧钢的大型交直流传动设备中。

电弧炉在运行过程中的电极始终为短路，这样一来会耗费很多无功功率，还会形成谐波电流，电弧炉所形成的谐波频谱并没有任何突出的规则，大部分为连续频谱；1.2 交通、机械制造与电力等行业上述行业的谐波源通常是电机的驱动系统或交流电动机的变频驱动系统，直流电动机的驱动系统通常会选用斩波器结构，同时还会在电网中注入相应的谐波电流；1.3 化工行业化工行业中的谐波源大都是电解槽；1.4 办公与家庭现今，不论是人们的日常工作还是生活都会大量使用到计算机以及其他电器设备，而谐波源则是以全桥或半桥整流电路为代表的谐波负载和用于照明的荧光灯。

2 谐波污染的危害和影响电力谐波存在的危害与造成的影响主要表现在四方面：（1）对供电系统的正常运行造成影响，供电系统的变压器与电力线路两大部分一般都会采取继电保护措施，能够为出现故障时的系统与设备自身的安全提供了保障。

如果谐波的含量超过40%，那么电磁式电器与感应式继电器就会做出误动作。

不仅如此，晶体管继电器所采用的整流取样电路同样也会受到受谐波的影响，出现拒动或误动。

如此，就极大的影响到了供电系统的安全性与可靠稳定性。

（2）增加供电系统的附加损耗。

谐波电流在供电线路上流动过程中常常会增加整个系统的损耗。

三相系统中，三根相线上的奇次谐波电流在中性线上会直接相加，最终使得通过中性线的电流大于通过相线的电流。

电能质量问题及其治理方法

电能质量问题及其治理方法摘要：随着我国经济的发展，我国对电能的需求量只会越来越大，如果不能够将电能质量问题彻底的解决，建立一套完善的电能质量检测系统，将会严重阻碍我国的发展，目前的电能质量检测方法对于解决电能质量问题有一定的作用，但还不够完善，需要研究人员继续努力，争取早日找到解决电能质量检测的有效方法。

关键词：电能质量；问题；治理方法1电能质量问题及影响因素1.1无功功率无功功率的问题为：电网电压会由于无功功率的频繁负载而发生一定的波动，从而大大降低供电的质量。

导致电网连接设备的电能容量大大增加。

如果增加了无功功率，则会造成视在功率增大以及电流量增大，因此相应的需要增大用电设备。

加大线路损耗以及电力设备损耗。

1.2电网谐波在使用电能的过程中，谐波一直存在，且由于谐波会造成电动机运行时发生过热或者绝缘现象，因此获得了较大的关注。

而在电网运行的过程中，谐波一般包括照明设施、办公电器、变流装置、电弧炉、家用电器、铁磁非线性设备以及整流装置等。

而电网中的电流波形以及电压等，会受到非线性设备的影响而产生即便，因此造成了谐波的产生。

通常谐波会对电力设备的正常运行产生一定影响，而谐波较大的情况下就会导致电力系统发生故障，甚至还会损坏电力设备。

1.3三相负序电流及不稳定电压由于某一相或者两相发生异常，或者电网三相负载部队称等，就会导致三相负序电流，其不仅会增加电网的损耗，使得继电保护装置由于启动了负序分量而发生错误动作，同时还会导致电动机绕组过热、干扰通信，甚至还会缩短电动机的运行寿命，降低其可靠性等。

而不稳定电压则指的是电压闪变、电压波动、电压跌落等情况。

通常情况下，电网的负载投入容量较大，就会导致电压跌落，其在一定程度上会影响到电压负载的敏感性。

如果其跌落的幅值超过一定的界限，就会影响到工控计算机程序的正常运行，从而中断工程生产。

而工频电压包络线发生的周期性变化或者其他一系列的变化，则称之为电压波动，其可以看做是正弦波载为工频电压的情况下，将低频信号迭加上去的结果。

中压配电系统的电能质量综合治理探讨

中压配电系统的电能质量综合治理探讨摘要：随着科学技术的不断发展，电气设备也正在逐步向信息化和智能化进步，适应了配电系统的要求。

为了提高配电系统的效率，必须采取有效措施，提高供电质量。

关键词：配电系统；电能质量一、中压配电系统设计随着电力需求的不断增加，电网中的总电流增加，使变压器的容量和供电系统中的电气设备、电线等数量也增加，而规范用户终端控制设备的尺寸，电气测量仪器不够。

随着它的增长，它也增加了初始投资的成本。

电能质量通常由频率、电压偏差、电压波动、高次谐波和三相不平衡电压来衡量。

相同有功功率的增加会增加总电流，从而增加线路和设备的损耗，以及线路和变压器的电压损失。

电网无功功率不足会导致负荷端电源电压下降，但如果电网中无功功率过高，则供电电压过高。

在供配电系统中，如果电力量突然增加，电网运送的频率将大大降低，供配电系统不能正常运行，要有效地恢复供配电系统的运行频率，需要采取具体有效措施。

二、电压偏差它是指在配电系统正常运行的情况下，系统各部分的实际电压与系统额定电压的偏差。

电压是衡量电能质量的一个重要指标。

电压安全质量的好坏直接影响电网的稳定性、供电系统的安全运行、线路的损耗和各种行业的用电情况。

电压偏差的主要原因是线路的损耗。

根据国家发布的供电电压允许偏差的相关规定和供电部门使用的协议中规定的电能测量的最大允许电压偏差应不超过以下标准：3okv以上的电源电压，这电压值的总和应为10%正负偏差。

由于电压偏差直接影响供电系统的电能质量，必须采取科学有效的措施来调节电压差。

首先是降低线路的电压损耗，以及合理地降低系统的阻抗和电压级数，尽可能保证系统三相电压的平衡，将高压线扩展到负荷中心，并通过多回路并联方式建立电源和无功补偿装置。

其次，合理选择变压器和电压接接头，通过对变压器在经济运行方面和技术领域的加强管理，可以有效地减少电能损耗。

进一步通过改变变压器的比率调整最大负载电压的偏差，使得系统元件的电压可以保持在一个正常合理的范围，而变压器比率的变化也不会影响电压正、负偏差范围。

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