电力及谐波知识
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。
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。
综上所述，谐波是电力系统中的一个重要问题，对电力系统的稳定性和设备的正常运行产生不利影响。
通过采取谐波滤波器、控制负载谐波含量、设备绝缘和保护、谐波分析和监测、以及增加电力系统的容量和稳定性等措施，可以有效地抑制谐波，维护电力系统的正常运行。
电力电子谐波
含有谐波的功率因数
U 1 I1 cos( 1 1 ) I1 P cos( 1 1 ) S U1 I I cos( 1 1 )
式中γ＝I1 / I，即基波电流和总电流有效值之比，称为基波因 数。而cos（α1－β1）称为位移因数或基波功率因数。可以看 出，在非正弦电路中，功率因数是由基波电流相移和电流波 形畸变两个因数决定的。总电流也可以分为基波有功电流， 基波无功电流和谐波电流三部份组成。谐波电流含量越大， 功率因数就越低。
视在功率S
在非正弦波的情况下，视在功率仍可定义 为
2 S UI (U 0
h 1
2 2 U h )( I 0
h 1
2 Ih )
显然 而是
S 2 P2 Q2
S 2 P2 Q2
畸变功率
因Q只是同频电压和电流存在相位差引起 的无功功率的总和，而交换功率中尚包 含有不同次频率电压和电流引起的部分。 于是引入畸变功率D，使得
fundamental distorted wave 5th harmonic 7th harmonic harmonics
fundamental
基波和谐波
引起的失真波形
非正弦（余弦）波形的分析
非正弦波信号 通过傅立叶分析，可分解为多个不同频率的正弦波叠加
f3(t) A
3次谐波叠加
t
O
Akm
4A/
三相六脉冲整流在理想情况下的图 形
利用傅立叶级数进行分解
基波正弦波
各次谐波
三、谐波的危害
谐波的危害
设备过热、中性线电流大、断路器动作； 功率因数下降，电费增加； 供电波形产生畸变，精密设备工作异常； 测试计量器具显示不准； 干扰通信系统
电力系统中谐波的危害与产生（三篇）
电力系统中谐波的危害与产生电力系统中的谐波是由于电力设备的非线性特性引起的。
在电力系统中，谐波的危害包括对电力设备的损坏、电能质量的恶化以及对用户的影响等方面。
谐波的产生与非线性负载、电力设备的设计及运行、电网接地等因素有关。
谐波对电力设备的损坏是谐波危害的主要方面之一。
谐波会引起设备的绝缘老化、过热、机械振动等问题。
尤其是对于变压器和电动机等设备来说，由于谐波的存在会引起电流和电压的畸变，导致设备的工作效率下降，甚至引发设备的故障和停机。
此外，谐波还会引起电容器的谐振和过电压问题，增加电力设备的工作负荷，缩短其使用寿命。
谐波对电能质量的恶化也是谐波危害的重要方面之一。
谐波会导致电能质量的下降，主要表现为电压和电流的畸变，波形失真，功率因数的下降等。
这不仅会影响电力设备的正常工作，还会对电力系统的稳定性和可靠性造成影响。
谐波还会引起电力设备的谐振现象，导致设备振动，造成噪音污染，影响人们的生活质量。
谐波对用户的影响主要体现在电力质量的下降和对电子设备的损坏。
谐波会引起电压的波动和电流的畸变，导致电子设备的正常工作受到干扰，增加设备的故障率，降低设备的使用寿命。
尤其是对于一些对电力质量要求较高的用户来说，如计算机、通讯设备、医疗设备等，谐波对其正常工作的影响更为显著。
此外，谐波还会导致电能的浪费，增加用户的用电成本。
谐波的产生与非线性负载、电力设备的设计及运行、电网接地等因素有关。
非线性负载是产生谐波的主要原因之一。
非线性负载如电子设备、电力电子器件等在工作过程中会产生非线性电流，其含有大量谐波成分。
此外，电力设备的设计及运行也会引起谐波的产生，如电容器的谐振，变压器的匝间谐振等。
而电网的接地情况也会影响谐波的产生和传播，如电网的接地方式不当会引起谐波回流和间接接触问题。
为了减少谐波的危害，需要采取一系列的措施。
首先，可以通过合理选择电力设备和设备的工作参数来降低其谐波产生的概率。
其次，可以采用滤波器等设备对谐波进行抑制和补偿。
电力系统谐波基本原理
电力系统谐波基本原理电力系统中的谐波是指在交流电路中产生的频率是基波频率的整数倍的信号。
谐波在电力系统中是一种不可避免的现象，它们会对系统的稳定性、设备的性能和电能质量产生不利影响。
因此，了解谐波的基本原理对于电力系统的设计、运行和维护都是非常重要的。
谐波的基本原理可以从以下几个方面来介绍：谐波的生成原因、谐波的特点以及谐波的影响。
首先，谐波的生成原因主要包括非线性负载、非对称负载和谐波源。
非线性负载是指电力系统中存在的诸如整流器、变频器、电弧炉等非线性设备，它们会导致电流与电压之间产生非线性的关系，从而产生谐波。
非对称负载则是指电力系统中存在的单相负载或者三相负载不平衡，这也会引起谐波。
同时，谐波源还包括谐波发生器等外部因素的影响。
这些因素的存在都会导致系统中出现谐波。
其次，谐波的特点是其频率是基波频率的整数倍，通常表现为正弦波形的畸变。
谐波的频率范围通常为2次、3次、4次等整数倍的基波频率。
在电力系统中，主要关注的是2次到50次的谐波。
而谐波的波形畸变会对电能质量产生很大的影响，例如会导致线路和设备的过热、振动和噪音增加，进而缩短设备的寿命。
此外，谐波还容易引起设备的失常和运行不稳定等问题。
最后，谐波对电力系统的影响主要表现在以下几个方面：设备的影响、线路的影响和系统的影响。
在设备方面，谐波会导致设备的过热、损坏以及性能的下降，降低了设备的可靠性和寿命。
在线路方面，谐波会导致相电流不平衡、金属过热、电缆损耗增加等问题。
在系统方面，谐波会引起电流和电压的畸变，增加系统的损耗和能耗，降低系统的运行效率。
因此，为了减少谐波对电力系统的影响，需要采取一系列的措施。
首先，可以采用合理的设备设计和选型，选择质量好、参数稳定的设备，减少设备的非线性负载。
其次，可以通过对负载的平衡处理和采用适当的滤波器来减少谐波的产生和传播。
此外，也可以通过优化系统的接线设计、提高变压器的耐谐波能力等措施来减少系统中的谐波影响。
电力系统谐波产生的原因
电力系统谐波产生的原因
电网谐波主要由发电设备(电源端)、输配电设备以及电力系统非线性负载等三个方面引起的。
1、电源端产生的谐波。
发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称，由于制作工艺影响，其铁心也很难做到绝对的均匀一致，加上发电机的稳定性等其他一些原因，会产生一些谐波，但一般来说相对较少。
2、输配电过程产生的谐波。
电力变压器是输配电过程中主要的谐波来源，由于变压器的设计需要考虑经济性，其铁心的磁化曲线处于非线性的饱和状态，使得工作时的磁化电流为尖顶型的波形，因而产生奇次谐波。
较高的变压器铁心饱和程度使得其工作点偏离了线性曲线，产生了较大的谐波电流，其奇次谐波电流的比例可以达到变压器额定电流的0．5%以上。
3、电力设备产生的谐波。
电力系统中的谐波与电磁兼容问题
电力系统中的谐波与电磁兼容问题谐波是指在交流电路中，频率是基波频率整数倍的一系列频率成分。
在电力系统中，谐波问题是非常普遍且重要的。
谐波会对电网的稳定性、设备的运行以及电力质量产生不良影响。
同时，电磁兼容性问题也是一个与电力系统密切相关的话题，因为电力系统的运行会产生电磁干扰，对周围设备和系统造成干扰。
1. 谐波对电力系统的影响谐波在电力系统中的产生主要来自非线性负载，如电弧炉、变频器和电子设备等。
这些负载会引入额外的频率成分，导致电力系统中存在谐波。
谐波会导致电网频率失真、降低系统容量以及设备发热等问题。
首先，电网频率失真是谐波带来的主要问题之一。
谐波存在会改变电网的基波特性，使电网的频率波形发生变化。
这可能导致电网失去稳定性，甚至引发设备的故障。
其次，谐波还会降低系统容量。
谐波的存在会导致电流和电压的不同谐波成分叠加在一起，使得电网的有效容量下降。
这意味着电力系统在承载负载时可能会面临更大的压力。
另外，谐波还会导致设备发热。
谐波成分会增加电力设备的损耗，使设备过载运行，进而产生热量。
这不仅会影响设备的寿命，还可能导致设备的故障。
2. 谐波与电磁兼容性问题电磁兼容性是指各种电子设备在电磁环境中合理地共存并相互协调工作的能力。
在电力系统中，电磁兼容性问题主要涉及电磁辐射和电磁接受两方面。
首先，电力系统的运行过程会产生电磁辐射，对周围的设备和系统造成干扰。
例如，高压输电线路会产生辐射场，可能对电子设备、通信系统等产生不利影响。
电力系统中的设备也可能产生电磁辐射，如变压器、开关设备等。
这些辐射会干扰周围设备的正常工作，降低系统的可靠性。
其次，电力系统中的设备需要具备足够的电磁接受能力，以保证其正常工作。
但是，谐波会导致电磁干扰，对设备的电磁兼容性造成挑战。
例如，谐波电流会在电力系统内部流动，可能对设备的控制系统和测量系统产生干扰。
谐波电压也可能对设备的供电系统造成影响，导致设备无法正常运行。
为解决电力系统中的谐波和电磁兼容性问题，可以采取一系列措施。
电力系统中的谐波分析技术及应用教程
电力系统中的谐波分析技术及应用教程简介：在电力系统中，谐波分析技术被广泛应用于电力质量监测与评估、设备故障诊断与排除、谐波滤波器的设计等方面。
本文将介绍电力系统中谐波分析的基本原理、常用的谐波分析方法以及谐波分析在电力系统中的应用。
一、谐波分析的基本原理1.1 谐波的概念谐波是指波形与基波具有相同频率但具有不同幅值和相位的波形。
在电力系统中，谐波是由非线性负载和电力设备引起的。
常见的负载谐波包括电弧炉、变频器、电子设备等。
1.2 谐波分析的原理谐波分析的基本原理是将电力系统中的电压和电流信号经过傅里叶变换，将复杂的波形分解为一系列的正弦波，然后通过计算得到各个谐波分量的频率、幅值和相位。
根据这些参数，可以评估电力系统中的谐波程度，进而采取相应的措施进行修复或优化。
二、谐波分析方法2.1 快速傅里叶变换（FFT）快速傅里叶变换是最常用的谐波分析方法之一，它可以将时域信号转换为频域信号。
通过FFT分析，可以得到电力系统中各个谐波分量的频率、幅值和相位，并进一步计算谐波总畸变率（THD）等参数。
FFT算法的优势在于高速、高效，并且可以利用现有的计算平台进行实时分析。
2.2 小波变换小波变换是一种时频分析方法，可以同时提供时间域和频域信息。
相比于FFT，小波变换在时域和频域的分辨率上更具优势，能够更准确地分析瞬态过程和短时谐波。
小波变换在电力系统中的应用越来越广泛。
2.3 自适应滤波器法自适应滤波器法结合了信号处理和协方差分析原理，可以自动识别和消除电力系统中的谐波。
通过建立自适应滤波器，可以实时跟踪电力系统中的谐波分量，并对其进行有效的滤波补偿。
自适应滤波器法在电力系统的谐波控制中具有重要的应用价值。
三、谐波分析在电力系统中的应用3.1 电力质量监测与评估谐波对电力质量产生显著的影响，会导致电压波动、电流畸变、设备损坏等问题。
通过谐波分析，可以准确评估电力系统中的谐波情况，及时发现潜在问题，并采取措施改善电力质量。
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。
电力系统谐波影响及消除
电力系统谐波影响及消除电力系统中的谐波是指频率为基波频率的整数倍的电压或电流成分。
谐波会对电力系统产生一系列负面影响，如降低设备的效率、增加设备的损耗、引起电力系统的不稳定等。
因此，消除电力系统中的谐波是十分重要的。
谐波对电力系统的影响主要体现在以下几个方面：1.降低设备的效率：谐波使电压和电流波形失真，导致电力设备工作在非线性区域，增加了电力设备的损耗，降低了设备的效率。
尤其是对于变压器、电机等负载设备，谐波会导致设备温升增加、损耗加大，严重时还会引起设备损坏。
2.增加电力设备的损耗：谐波在电力系统中会产生大量的功率损耗，增加电力设备的负荷，使设备的损耗增加。
特别是在高谐波环境下，电力设备的损耗可能会增加几倍甚至十几倍，导致设备寿命大幅缩短。
3.引起电力系统的不稳定：谐波会导致系统电压和电流频谱产生畸变，引起供电质量下降，造成电力系统的不稳定。
尤其是在电力系统中存在共振点的情况下，谐波会引起系统共振，导致电压失真增大、频率波动等问题，进一步影响电力系统的稳定运行。
消除电力系统中的谐波可以采取以下几种方法：1.添加谐波滤波器：谐波滤波器是一种专门用于消除电力系统中谐波的装置。
通过选择合适的谐波滤波器，可以将谐波电流和谐波电压从电力系统中分离出来，减少其对系统的影响。
2.更新设备：对于已经老化的电力设备，特别是变压器、电机等，可以考虑进行更新，采用能够抵抗谐波干扰的新型设备。
新型设备通常具有更好的谐波抑制能力，可以减少谐波对设备的影响。
4.加强电力系统的维护和管理：定期对电力系统进行检查和维护，及时发现和处理谐波问题，可以有效地减少谐波对电力系统的影响。
此外，加强对电力系统的管理，合理规划电力负载，避免负载过大或不平衡，也能够降低谐波的产生和传播。
综上所述，电力系统中的谐波会对系统产生诸多负面影响，因此，消除谐波是电力系统运行和设备保护的重要任务。
通过采取合适的技术手段和管理措施，可以有效地消除谐波，提高电力系统的运行稳定性和设备的使用寿命。
谐波知识
谐波知识一、谐波的定义谐波是指电压中所含有的频率为50HZ正弦基波的整数倍的电量，50HZ称为基波频率，大于基波频率3倍=150HZ的波称之为三次谐波，基波频率5倍250HZ 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。
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，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。
二、谐波的产生产生的原因：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、中频炉、电焊机等。
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。
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，即电路中有谐波产生。
由于半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性，电力系统的某些设备如功率转换器比较大的背离正弦曲线波形。
谐波电流的产生是与功率转换器的脉冲数相关的。
6脉冲设备仅有5、7、11、13、17、19 ….n倍于电网频率。
功率变换器的脉冲数越高，最低次的谐波分量的频率的次数就越高。
其他功率消耗装置，例如荧光灯的电子控制调节器产生大强度的3 次谐波( 150 赫兹)。
在供电网络阻抗( 电阻) 下这样的非正弦曲线电流导致一个非正弦曲线的电压降。
在供电网络阻抗下产生谐波电压的振幅等于相应谐波电流和对应于该电流频率的供电网络阻抗Z的乘积。
次数越高，谐波分量的振幅越低。
只要哪里有谐波源那里就有谐波产生。
也有可能，谐波分量通过供电网络到达用户网络。
例如，供电网络中一个用户工厂的运转可能被相邻的另一个用户设备产生的谐波所干扰。
三、谐波的来源谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。
2024年电力系统中谐波的危害与产生(三篇)
2024年电力系统中谐波的危害与产生电网谐波造成电网污染，正弦电压波形畸变，使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障，情况日趋严重。
本文全面论述了电力系统中谐波的危害及产生情况，希望能引起我们的高度重视。
谐波的危害电力系统中谐波的危害是多方面的，概括起来有以下几个方面：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。
尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时，还可能使电网的谐波加剧，即产生谐波扩大现象。
另外，谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形，尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到加速老化的作用，从而缩短电容器的使用寿命。
谐波的基础知识,谐波、谐波的种类及谐波频率计算
谐波的基础知识，什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率计算———谐波的基础知识，什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率计算本文介绍谐波的基础知识，什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率如何计算，哪些设备或电路容易产生谐波，谐波的影响是什么1 谐波的基础知识（1）什么是基波？电力网络中呈周期性变化的电压或电流的频率即为基波（又称一次波），我国电网规定频率是50 Hz，所以2 基波是50 Hz。
（2）什么是谐波？电力网络中除基波（50 Hz）外，任一周期性的电压或电流信号，其频率高于基波（50 Hz）的，称为谐波。
电网或电路中，电压产生的谐波为电压谐波；电流产生的谐波为电流谐波。
（3）谐波有几种？整数谐波：指频率为整数（跃1）倍基波频率的谐波，即2、3、4、5、6、7、8、9、10 等次谐波。
偶次谐波：指频率为圆、源、6、8、10 等偶数倍基波频率的谐波。
奇次谐波：指频率为3、5、7、9、11 等奇数倍基波频率的谐波。
正序谐波：谐波次数为3k+1（k 为正整数）即4、7、10等次谐波。
负序谐波：谐波次数为3k-1（k 为正整数）即2、5、8等次谐波。
零序谐波：指频率为3的整数倍基波频率的谐波，例如3、6、9、12、15 次谐次。
高频谐波：指频率为圆耀怨kHz的谐波。
（4）谐波频率如何计算？谐波频率越谐波次数伊基波频率例：缘次谐波频率为缘伊缘园Hz越圆缘园Hz，苑次谐波频率为7伊50 Hz越猿3 缘园Hz等。
（5）哪些设备或电路容易产生谐波？1）非线性负载，例二极管整流电路（AC/DC）。
2）三相电压或电流不对称性负载。
3）逆变电路（DC/AC）。
4）UPS 电源（PC 机用），EPS 电源（大功率动力用），即不间断电源。
5）晶闸管调压装置或调速电路。
6）电镀设备。
7）电弧炉、矿热炉、锰矿炉、磷矿炉、电石炉、硅铁炉。
8）电解槽。
9）电焊机（弧焊、缝焊、点焊、碰焊、对焊）。
10）电池充电机。
11）变频器（低压或高压变频器）。
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。
什么是谐波及谐波的危害
什么是谐波及谐波的危害谐波是什么在交流电中，电源发出的是正弦电流和正弦电压，而负载所需要的电流和电压的波形也应当是正弦波形，但是由于各种因素的影响，负载端所需要的电流和电压波形可能会发生畸变，也就是波形不再是正弦波形。
在波形发生畸变的情况下，会有一些波形的分量出现在电力系统中，这些波形分量即为谐波。
谐波的产生原因谐波是由于电力系统中存在非线性负载而产生的。
具体来说，可以将非线性负载分为两类。
第一类是导致电流畸变的负载，如电子器件、弧炉、电弧炉等；第二类是导致电压畸变的负载，如变压器、电动机、放电灯等。
这些负载在工作时，由于其特殊的电学特性，会使得所需电流或电压发生畸变，因此就会产生谐波。
谐波的危害1.使变压器过热谐波电流会使变压器铁核的铜损和铁损增加，从而使变压器温升过高。
在变压器内部，铁芯损功会对油温产生较大的影响，导致油温升高，最终使变压器过热。
如果过热程度严重，会导致变压器绝缘老化、绝缘击穿等。
2.影响电能计量由于谐波电流的存在，会使得电能计量的准确性受到影响。
在全功率电流表中，谐波电流与基波电流的叠加会导致表头转子偏转，造成电表误差。
在互感器中，谐波电流也会使得互感器的准确性受到影响。
3.增加电力系统的损耗谐波电流还会增加电力系统的损耗，如线路上的热损耗、变压器的铜损和铁损等。
由于谐波电流的存在，使得交流电路中的电能的总有效值增加了，从而增加了系统的损耗。
4.影响电源的能力谐波电流会影响电源的能力，使得电源的有效输出功率降低，从而影响设备的正常工作。
如果谐波电流较大，还会影响电源谐波抑制和电源噪声。
5.影响其他设备的正常工作谐波电流还会影响其他设备的正常工作。
由于谐波电流会使得电力系统中的电压波形失真，造成其他设备的故障，如电机的震动加剧、电容器容量下降、接触器碳化等。
虽然谐波在电力系统中存在的时间不长，但是其对电力系统的危害是不可忽视的，需要防范和治理谐波。
通过采用控制非线性负载电流、增加电源稳压器、加装滤波器等方法可以有效降低谐波水平，保障电力系统的正常运行。
谐波、谐振危害及防治措施
谐波、谐振危害及防治措施1. 谐波的概念在电气工程中，谐波是指频率为整数倍于基波频率的电压或电流信号。
谐波可以由非线性负载引起，如电力电子设备、电动机、电感器等。
谐波可能导致电力系统及设备的异常运行，并对系统产生危害。
2. 谐波的危害谐波对电力系统和相关设备产生许多危害，包括但不限于以下几个方面：2.1 电流和电压失真谐波会导致电流和电压的波形失真，使得波形变得不规则。
这可能导致直流电流负载故障、电感设备的过热、降低电力设备的工作效率等问题。
2.2 设备过热谐波引起的电流和电压失真会导致设备过热，进而影响设备的工作寿命。
长期以来，过热问题一直是电力系统中的主要关注点。
2.3 降低功率因素谐波造成的电流和电压失真会降低功率因素，增加功率损耗。
这不仅会增加电力消耗，还会导致供电系统的不稳定，并可能引发其他故障。
3. 谐振的危害除了谐波外，谐振也是电力系统中一个重要的问题。
谐振是指电力系统中特定频率的谐波与系统的固有频率相匹配时，会引发电力设备甚至电力传输线路的超过设计值的振动。
谐振的危害主要包括以下几个方面：3.1 设备振动谐振会导致设备发生振动，从而可能导致设备的机械故障、机械压力增加和增加设备的磨损程度。
3.2 噪音产生谐振还可能导致系统中的设备产生噪音，并可能扩散到周围环境。
噪音会对人体的健康产生负面影响，并且可能影响到附近居民的日常生活。
3.3 系统不稳定谐振会使得电力系统失去稳定性，进而导致系统的失效以及损坏。
这可能导致停电、电网故障和电力设备的破坏。
4. 谐波、谐振的防治措施为了避免或减少谐波和谐振的危害，采取以下防治措施非常重要：4.1 使用滤波器滤波器是减少谐波的有效手段，通过滤波器可以将谐波滤除或降低到可接受的水平。
滤波器可以根据谐波频率进行选择，并根据需要调整谐波的消除程度。
4.2 设备升级与更换对于电力设备来说，采取适当的升级和更换是减少谐波和谐振危害的重要措施之一。
使用新一代的设备可能具有更好的抑制谐波和防治谐振的能力。
什么是电力谐波、电力谐波的危害
什么是电力谐波、电力谐波的危害
发电厂发出交流电的频率是50赫兹，波形是正弦波。
通常称工频。
波形图如下：
在电力系统方面，谐波是指多少倍于工频频率的波形，简称“次”，是指从2
次到30次范围，如5次谐波电压（电流）的频率是250赫兹，7次谐波电压（电流）的频率是350赫兹；超过13次的谐波称高次谐波。
从图二看出电压波形有开口，电流波形是方波，与图一所示波形有很大的差别。
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（用五官直接感受而不通过仪器）看不见、嗅不到、摸不着的污染。
所以往往不被人们注意。
★谐波对电力系统产生的危害主要有以下几点：
1、对电力设备的危害
（1）加速电力变压器绝缘老化，缩短变压器使用寿命。
（2）使开关（断路器）过载，造成经常性跳闸。
由于谐波电流在导体表面流动，引起导体发热，降低了开关的实际容量所致。
（3）使无功补偿设备部件损坏，无法进行无功补偿，加大线路损失，降低变压器额定容
量。
2、对变电所的继电保护产生干扰，易造成保护误动作，导致区域性停电事故。
3、干扰通讯，影响通讯网络。
通讯系统使用大量计算机容易受谐波干扰。
4、对精密设备及家用电器产生危害，如空调、微波炉、电视等。
- 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)。
• 应用：各类负载
•电阻(R)
•阻抗 (Z)
•电抗 (X) •感抗(XL)
•容抗(XC)
阻抗
•j
•X •Z •φ •R
•1 •φ为阻抗角
电阻 R
• 单位：Ω（欧姆） m Ω 、k Ω 、M Ω
• 应用：白炽灯、电热丝等发光发热的负载
越串越大，越并越小
•相关知识：
•ρ：导体电阻率 •l：导体长度 •S：导体截面积
•Q •P •G
•COS φ =？
•M
•电感性负荷 •COS φ >0 (滞后)
•R
•电阻性负荷
•C
•电容性负荷
•认识电力系统
•P •G
•M
•R
•电感性负荷
•电阻性负荷
•COS φ =1.0(同相位)
•C
•电容性负荷
•认识电力系统
•G
•M
•电感性负荷
•R
•电阻性负荷
•Q
•C
•电容性负荷 •COSφ<0 (超前)
电力及谐波知识
2020年6月2日星期二
电压 U
• 单位：V（伏特）、kV • 应用：标示系统或负荷的电压值
电流 I
• 单位：A（安培）、kA • 应用：标示系统或负荷的电流值
交流电 时域图 •U
•I超前于 •I滞后于 U U
交流电 相位图
•I超前于U 相位角小于0 •U为零相位
•I滞后于U 相位角大于0
•2C
•相关知识：
•ε：介质介电常数 •S：极板面积 •D：极板间距
电阻、感抗、容抗
•j
•X
L
•R
•1
•X
C
有功功率 P
• 单位：W（瓦特）、kW、MW • 作用：电能-热能、机械能、化学能，
发光、发热、拖动机械。 • 应用：标示或计算负荷的有功功率
• 公式：
无功功率 Q
• 单位：var（乏）、kvar、Mvar • 作用：电能-电场能、电能-磁场能转换，
•R2 •30
•串联:
•XL(1) •10
•XL(2) •10
•串联:
•XC(1) •10
•XC(2) •10
•串联:
•100V
•XL •10
•XC •10.2
•串联:
•XTR •XC
•串联:
•2000KVA •10/0.4KV •Z=5%
•500V •500Kvar
•0.004 •0.500
•认识电力系统 •Q •P •G •COS φ =？
•M
•电感性负荷
•Q
•C
•电容器
•装设电容器优点
•1.降低电网运行电流
•2.提高电网功率因 数•3.降低导线及变压器损耗
P损=I2×R线路
•4.增加变压器使用裕度 可以让更多的电流通过变压
器
•5.提高电网电压 U末端=U始端-ΔU
•
ΔU=I×Z线路
功率
•Q •S •φ •P
•功率因数角就是负载阻抗 角
•欧姆定理 直流
•基本公
•{ 式
•推导公 式
•欧姆定理 交流
•基本公
•{ 式
•推导公 式
•串联:
阻抗的串联
•R1 •10
•R2 •10
•串联的元件电流相等，分压
•串联:
•I=??
•100V
•R2
•20
•串联:
•I=5A
•R1 •U1 •20
三相交流电 时域图
•UA
•UB
•UC
•UC为-120 ° •UBC
交流电 相位图 •UA 、UB 、UC称为相电压(U相
)
•UCA
••U即A为B 、线U与B地C 、之U间CA的称电为压线电压(
)
•即为线与线之间的电压 •UA为零相 位
•UB为120°
•UBC
•一般来说，系统电压为U线
阻抗
• 单位：Ω（欧姆） m Ω 、k Ω 、M Ω
•谐波的分类： •正序谐波：(3n+1) 4th, 7th, 10th ……
•A
•C
•B
•造成正序谐波转矩
•不均匀 ！
•谐波的分类： •负序谐波：(3n-1) 2nd, 5th, 8th ……
建立电磁场等 • 应用：标示或计算负荷的无功功率
• 公式：
视在功率 S
• 单位：VA（伏安）、KVA、MVA • 应用：标示或计算负荷的视在功率
• 公式：
功率因数COSφ或PF
• 单位：0……..1（滞后或超前） • 用途：标示或计算有功与视在功率的比值 • 公式：•COSφ=P/S φ：功率因数角
•增加设备寿命、提高效率、合格率、改善电网质量……
•谐波是什么?
•
• -- 谐波的定义?
•
• -- 什么负荷会产生谐波?
•
- 谐波的阶次?
•
- 谐波的量?
•
- 谐波的方向?
•谐波的定义
•什么是谐波(HARMONIC)? •电力系统中除基本波(50/60Hz)外，任一周期性的讯号 ， •皆称为谐波。
•串联:
•I11=??
•U11=10V
•2000KVA •10/0.4KV •Z=5%
•500V •500Kvar
•串联:
•I11=??
•U11=10V
•XTR(11) •=0.044
•XC(11) •=0.0455
•并联:
阻抗的并联
•10A
•R1 •R2 •20 •30
•并联的元件电压相等，分流
•XC
•480V •300Kvar
•并联:
•IL
•IC
•I11=10A
•XL
•XTR(11) •=0.044
•XC
•XC(11) •=0.0455
•2000KVA •500V •10/0.4KV •500Kvar
•Z=5%
•认识电力系统
•G
•M
•电感性负荷
•R
•电阻性负荷
•C
•电容性负荷
•认识电力系统
电感 L
• 单位：H（亨）、mH、μH • 应用：电动机、发电机、变压器、
电磁铁、电抗器等感性负载 • 感抗公式：
与电阻类似，越串越大，越并越小
电容 C
• 单位：F（法）、mF 、μF
• 应用：无功补偿为主的容性负载
• 容抗公式：
电容 C
与电阻相反，越串越小，越并越大
•C
•C
•C/2 •C
•C
•并联:
•10A •V=
•RT
•12
•并联:
•U=120V
•I1
•I2
•10A
•R1 •R2 •20 •30
•并联:
•I1
•I2
•372A
•R1 •R2 •413 •211
•并联:
•10A
•XL
•XC
•10 •10.1
•并联:
•10A
•IT
•IC
•XT
•I11=30A
•1250KVA •10/0.4KV •Z=5%
•谐波种类
• 整数?谐波 : 2nd, 3rd, 4th
奇次谐波 : 3rd, 5th
7th
•
ห้องสมุดไป่ตู้
偶次谐波 : 2nd, 4th,
6th
• 非整数谐波 : 2.3th, 5.6th （冶金行业）
• 次级谐波 : <1 次谐波
•电力系统中谐波的分类
• 正序谐波 :(3n+1) 4th, 7th, 10th …… • 负序谐波 :(3n-1) 2nd, 5th, 8th …… • 零序谐波 :(3n) 3rd, 6th, 9th ……