大功率整流装置产生的谐波对电力系统的影响
谐波对电气系统的影响及其抑制方法
２１谐振 ．
如 图 １ 示 ， 于每一个 ｈ次谐波 电流 ， 电线 路 所 对 供
总存在 一个 阻抗 Ｚ ， ｈ次谐 波 电流 流过 阻抗 Ｚ ， 当 ｎ 根据欧姆 定律 ， Ｚ × Ｉ得 出谐波 电压 。当 Ａ 点 Ｕ＝ ｎ ｎ
电压发 生畸变 ， 过 Ａ点供 电的所有 设备 电压均 加 通
备， 这些 设备产 生 的谐波 电流和谐 波 电压 对配 电网 的骚扰 如 图 １ 所示 。
备 用 ｌ 源 １ ｌ ＿ Ｉ ｌ
●
Ｉｈ
ＵＰ Ｓ电 源
鼍、
Ｚｈ 一 ＿ ＿ Ｔｈ ｂ ｌ ＿
变 速 传 动 装 置 电 容 器
● ●
Ｉ ＿
７，
： ・
图 ２中， 侧表示 了一个 并联谐振 的电气系统 左 图， 主要 由电源变压 器 、 线性 负荷 、 生谐波 电流 的 产
总谐波失真Ｔ Ｄ Ｈ 的定义为：Ｈ Ｙ １／ ．， Ｔ Ｄ：１ １１ 『 Ｉ 争
可以得 出 Ｉ ＝ Ｉ ／＋ １， １
其 中 Ｉ 广 谐波 电流有 效值
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谐波对电气 系统 的影响及其抑制方法
李汉伟
谐波对电气系统的影响及其抑制方法
李汉伟
（ 中铁第四勘察设计院集 团有 限公司电化处 武汉 ４０ ６ ） ３ ０ ３
【 摘
要 】 主要 介绍 了电气 系统 中谐 波产生 的原 因和类 型， 并提 出了一 些抑
电气 系统 危 害 抑 制
制措施和建议 ， 以增加设备使用寿命 ， 减少供电系统的波动， 高供电质量。 提
【 关键 词】 谐 波
近年 来 ，随着 高新 技术 的发展 ， 大功 率换 流 设
备、 非线性 负荷 的设备 以及非 线性 元件 大量应 用于 城 市轨道 交通工程 当中 ， 这些 设备产 生谐 波 电流源 造成 电流发 生 畸变， 负荷与 电网相 连， 由于 故谐波 电 流被注 入到轨道 交通 电气 系统 中， 电源污 染 ， 形成 不
谐波电流对电力系统的影响
谐波电流对电力系统的影响摘要：在现代工业化不断发展的今天，因非线性元件的使用，造成谐波电流的产生而导致电力系统供电电压发生畸变，严重影响了电力系统的正常运行。
因此，本文通过分析谐波电流对电力系统供电质量的影响和危害，并提出相应的改进措施，以保证电力系统的正常运行。
关键词：谐波电流；电力系统；供电质量；改进措施0 引言在实际运行中，谐波电流的产生，容易导致电气设备故障和损坏的发生，即使安装了无功补偿装置，也容易因谐波电流过大而造成电力系统的故障或损坏。
面对这种情况，分析谐波电流的产生对电力系统的影响，包括电容器、电力电缆、变压器及电网的影响，采用相应的措施，对保证电力系统在谐波条件下的安全运行是十分有必要的。
1 谐波电流对电力系统的影响1.1 谐波电流对电容器等电力设备的影响与一般电容器组相比，整流装置的谐波阻抗较大。
在电容器中，因电压畸变会产生额外电力的损耗，容易因电容器与其他电力系统的串联和并联谐振而引起过电压、过电流情况的发生，进而导致电压器损坏。
因此，在进行谐波分析的电路中，在直流负载电流一定的情况下，可以将谐波源作为恒流源，由于电力系统的结构直接关系到谐波电流对电力电容器的影响，当谐波源与电力系统中的电力容器在同一母线上时，电力系统的结构具有并联电路的特征。
所以，为了有效分析谐波电流对电力系统的影响，可以以电力容器组支路串接于电抗器的结构及等值电路为依据，如图1所示，表示电力电容器谐波分析电路图[1]。
根据谐波电流的特征，可知n次谐波电流的计算公式为：Inmax=I1/n （1）其中，Inmax代表电流最大值，I1代表基波电流。
从公式中可以看出谐波电流最大值与谐波次数成反比例关系。
然而，在重叠角不为0的情况下，n次谐波电流幅值的计算公式为：In=KnInmax （2）其中，Kn代表修正系数，而修正系数主要与重叠角、谐波次数等有关。
然而，对于谐波的等值电路，其计算公式为：（3）（4）其中，xs代表电力系统的基波电抗，xc代表电力容器的基波容抗，xL代表串联在电力电容器组支路的基波电抗。
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。
3、电网谐波的来源3.1 发电源产生谐波，由于发电机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等其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但对电网影响很小。
3.2 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，磁化曲线的非线性特性，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。
电网中谐波产生的原因、危害及治理措施
电网中谐波产生的原因、危害及治理措施作者：黄贤丽张金刚来源：《科技资讯》 2015年第9期黄贤丽张金刚(华能集团济宁运河发电有限公司山东济宁 272000)摘要:随着我国经济的快速发展,电力用户中大量非线性电力设备的应用,谐波问题越发引起人们的广泛关注。
在电网诞生之初,谐波就存在,因为发电机和变压器本身就能够产生谐波,但由于量小,并不会产生危害。
然而,随着用电设备种类的增多,以及具有谐波放大效应的并联电容器的广泛应用,谐波的危害变得越来越严重。
大量谐波的存在会污染电网、影响电网中的设备和负荷,因此问题不容忽视。
了解谐波产出的原因及危害,有助于我们更好地制定治理措施。
文章对谐波产生的原因及危害进行了分析,并出了若干治理措。
关键词:基波谐波源谐波治理中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(c)-0255-011 谐波源如果电网中的电压或电流波形是不理想的正弦波,表明其中有频率高于50Hz的电压或电流成分,该成分即为谐波。
随着非线性电力电子器件组成的电气传动自动化装置的广泛应用和容量的不断增加,谐波污染给公用电网和其他用电设备的带来的影响日益显著。
所以必须考虑谐波产生的原因和它带来的危害,以及如何将危害减少到最小。
凡是能向电网注入谐波电流或谐波电压的电气设备统称为谐波源。
例如:换流设备、电弧炉、铁芯设备、照明设备、某些生活日用电器等非线性电气设备。
整流器、逆变器和变频装置等这一类电气设备,这些设备的用途就是强行切断或连通电流,因此通常要用整流元件的导通、截止特性,而正是这一过程会导致了大量谐波电流的产生。
工业上钢铁企业中所用的电弧炉也是一个很大的谐波源。
电弧炉的熔化过程中,会发生填料不完全融化并结焦成块状固体的现象,这会导致电弧阻抗不稳定。
当电极插入熔化金属时,电极间会产生金属性短路,此时,短路电流的限制通常要依靠电炉变压器的阻抗和所串连的电抗器来完成。
如果电弧的负阻抗特性(电弧的阻抗随电流的增大而急剧减小)和熔化期三相电极出现反复不规则短路以及断弧现象,那么此时电弧炉就会产生谐波电流。
谐波造成的电力事故
谐波是一种频率为基波频率整数倍的波形，电力系统中的谐波主要来源于非线性负载，如电力电子设备、电弧炉、轧机等。
谐波的存在会对电力系统的稳定运行造成影响，严重时可能导致电力事故的发生。
谐波对电力系统的危害主要体现在以下几个方面：
1. 电力设备的过热和损坏：谐波会导致电力设备的附加损耗，使得设备温度升高，加速设备老化，甚至导致设备损坏。
2. 保护装置的误动作：谐波会影响电力系统保护装置的正常工作，导致保护装置误动作，从而引发电力事故。
3. 电力系统的稳定性降低：谐波会影响电力系统的稳定运行，导致系统电压、电流波形失真，严重时可能导致系统崩溃。
4. 对通信设备的干扰：谐波会干扰通信设备的正常工作，影响通信质量，甚至导致通信设备损坏。
为了减少谐波对电力系统的影响，需要采取相应
的措施，如限制非线性负载的接入、安装谐波滤波器、采用有源电力滤波器等。
同时，加强电力系统的监测和管理，提高电力系统的抗谐波能力，也是预防谐波引发电力事故的重要手段。
某化工厂10KV整流装置谐波解析跟治理计划资料精
某化工厂10KV整流装置谐波分析及治理方案1谐波造成的危害谐波主要是由称为谐波源的大功率换流设备（包括化工电解整流设备）及其它非线性负荷产生，谐波源产生的谐波不但危及电网及其它电力用户而且也危及自身，因此谐波的治理是十分必要且有实际经济效益的。
本文以某化工厂为实例对谐波的产生及治理方案进行了分析研究。
该化工厂由郝村站供电，站内装设三组共10．8Mvar并联电容器，分别串联有4．5％，7％和12％电抗率的电抗器，分别用于限制五次及以上、四次及以上、三次及以上高次谐波放大并分别对五次谐波、四次谐波、三次谐波形成不完全滤波。
投运后电容器出现严重过负荷，噪音异常，个别电容器投运不久就发生鼓肚现象，后测试发现母线谐波电压和电容器回路谐波电流严重超标，为防止设备进一步损坏，将10．8Mvar 电容器全部退出运行。
通过对赫村站进一步测试结果表明，谐波主要是来自某化工厂，不仅谐波含量高而且谐波频谱范围宽（最低为二次）。
经过专业人员对化工厂配电系统的接线，设备配置，运行情况进行多次调查和测试，基本摸清情况，并对产生2次及以上高次谐波的原因进行了分析，制订了治理方案。
2原因分析2．1整流变压器接线四台整流变压器接线，一次绕组接线为三角形，二次侧为双反星形接线，等效为六相接线，其产生的特征谐波为：n＝kp±1k＝1，2……（1）理论计算对于p＝6相其谐波为5，7……。
实际上在电解工业中，广泛应用两台六脉波桥式接线整流机组并联组合形成等效十二脉波电路，对于二次为双反星形接线的桥式整流回路，形成等效十二脉波，只需将其一次侧绕组一台接成星形另一台接成三角形（见图1b），使两台整流变压器低压侧形成30°相角差，对于等效十二脉波整流电路应用（1）式计算，理论上只存在11、13等高次谐波，即可将含量较高的5、7次谐波消除，而又无需附加任何投资，这是一种非常好的方法，显然四台变压器一次全部采用三角形接线，二次双反星接线属于设计选型配置不当。
电力系统系统中谐波
输配电过程中产生的谐波
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。
民用电力设备产生的谐波
整流晶闸管设备。由于整流晶闸管广泛应Байду номын сангаас在开关电源、机电控制、充电装置等许多 方面，给电网带来了相当多的谐波。据统计，由整流设备引起的谐波将近达到全部谐 波的40%，是谐波的一个主要来源。
变频设备。电动机、电梯、水泵、风机等机电设备中常用的变频设备，因为大部分是 相位控制，其谐波成分比较复杂，除了整数次的谐波成分外，还含有一定分数次的谐 波成分，变频设备的功率一般较大，其广泛应用对电网造成的谐波也越来越多。
谐波的产生
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。
电源端自身产生的谐波 输配电过程中产生的谐波 电力设备产生的谐波
电源端自身产生的谐波
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。
有源滤波装置
有源滤波装置的应用
·
有源滤波装置
有源电力滤波器，是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的 数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它由指令电流运 算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时 监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字 信号处理器（DSP）对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制 （PWM）信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT或IPM 功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电 网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。与无源滤波器相 比,APF具有高度可控性和快速响应性,能补偿各次谐波,可抑制闪变、补偿 无功,有一机多能的特点;在性价比上较为合理;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;具有自适应功能,可自动跟踪补偿变 化着的谐波。
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。
油田电力系统中高次谐波的产生、危害及治理措施
293随着电子技术的发展，许多非线性负载越来越多地用于电网，特别是大功率逆变器和电弧炉。
产生大量高次谐波，对供配电设备造成不良影响，甚至造成危害，使供电质量不断下降，高次谐波污染是影响供电质量的主要因素。
1 高次谐波的产生随着电子技术的快速发展，越来越多的新型电气设备正在安装，高次谐波的污染也越来越严重。
供电和配电系统受到谐波损坏后，会干扰系统的运行效率；此外，它还会损坏设备甚至危及电力系统的安全运行。
高次谐波的产生主要是由两个主要因素造成的：（1）晶闸管整流器和稳压器的广泛使用，晶闸管在大量家用电器中的普遍使用，以及各种非线性负载的增加导致波形失真。
（2） 设备设计理念的改变。
过去倾向于使用在额定条件下工作或具有较大余量的设计。
现在为了竞争，电气设备倾向于在危急情况下采用设计。
例如一些设计节省材料以操作磁化曲线的深饱和部分，并且这些部分内的操作可导致激发材料波形的严重失真。
2 高次谐波的危害表现在以下几个方面：（1）保护装置发生故障或被拒绝，导致区域停电。
（2）引起电网谐振，可能导致电容器和其他相关设备损坏。
（3）对通信和电子设备造成干扰，导致控制系统故障。
（4）降低电源效率，加大线路损失，使电缆过热，绝缘老化，易造成短路、火灾等隐患。
（5）影响设备的效率和正常运行，产生振动和噪音，缩短设备的使用寿命。
3 高次谐波特征量为了便于谐波的测量和管理，通常需要使用数字来集中描述实际工作中失真波形的某些特征。
因此，定义了一些特征量，如失真率，谐波含量，通信干扰指数（TIF），幅度系数，波形系数等。
其中畸变率和谐波含量应用最广泛。
3.1 畸变率表征波形畸变的程度。
它是衡量电能质量的一个指标。
每个谐波电压的均方根值的有效值和额定电压或其基波电压的有效值被称为电压正弦波形失真率。
缩写率（DφU），即许多国家规定低压电源电压的失真率不应超过5％。
3.2 谐波含量在项目中通常需要电压或电流失真波形中的某种谐波量，以便于监测和采取预防措施。
谐波对电力系统的影响分析
缆介 质 不稳 定 的危 险性在 随 之增 大 。 （ 二 ）谐波 对变 压 器 的影响 谐 波 电压 的 存在 使涡 流 损耗 、绝缘 的 电场 强度 以及 变 压器 磁 滞 增加 ，还会 增 加 铜 的损 耗 。尤其 是 对于 电力变 压 器 ，在 三 角形接法的绕组内的３ 次 倍 数 的零 序 电流 的 环流 ，可 能造 成绕 组 的 电流 值 超过 额 定
安全运 行。本文将对谐 波对电力 系统的影响进行详细论述 ，并讨论谐波 的产 生情况 ，进而提 出了谐 波的治理方法 ，以此提高电源的 品质 ，铸就 一个 良 好 的电力 系
统环境 。
【 关键词 】谐 波；电力系 电容 器 。
因 此 引起 了 附加输 电的 损耗 ；在各 种 电路
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
一
皇 研霪一 －
谐 波对 电力 系统 的影 响 分析
四川省 电力公 司阿坝公 司 孙 波
【 摘要 】谐波 电流在 供电系统 中已经出现 多年 了，但是 随着科技的 日益发展 ，谐波对电力 系统的影响也越来越大 。虽然各种家用 电器和 电力设 备给人们的 日常 生 活 以及 工、农业 生产 带来 了便利 ，但是 同时也导致 了电网的大量谐波 电流 的注入 ，造成 了严 重的电能质量下 降，也严 重威胁到 电力系统 中的一些主要供 电设备 的
所 以分解 周 期性 电流或 电压 傅立 叶 而得 到 放 电，使 电缆温 升 增 大 、泄 漏 电流 上 升 、 电压 的形 式 ，谐波 电压 增加 了介质 的 电场 的 基波 整数 倍 分量含 有量 的频率 。 输 电损 耗 增 大 、介 质损 耗 ，从而 增 加 单相 强 度 ，因 此会 使 电缆 的 使用 寿 命缩 短 。输 电 能 在 理 想 的 电力 系 统 中为 用 户 提 的接 地 故 障 的 可 能 性 ， 电 压 也 会 随 之 升 电线路 的 长距 离 的输 电线路 ，辐 射 的 网架 供 的 热是 恒 定 的幅 值和 频 率 的 三相 平衡 正 高。等级越高的电缆额定 电压，越是容易 结 构 、分 布 电感 和对 地 电 容对谐 波 放大 表 序 正 弦 电压 ，但 是 由于负 荷 ， 电力 系 统在 发 生 故障 ， 因为 此 事 由于 谐 波而 引起 的 电 现 突 出 。同时 不 能忽 视输 电线 路 的系 统谐
大功率整流电路中谐波的产生、危害及有效治理
停 留在表 面 ， 能从 根本 上解 决谐 波 问题 。 未
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规 定 了计算机 或类 似设 备 的谐 波 电压 畸 变 因数 应 在 ５ 以下 ， 对于 医 院 、 机 场 等 关 键 场 所 则要 求 电 而 飞
的， 理想 的线性 负 载 通 常 指 满 足 ， Ｕ／ 的 阻性 负 一 Ｒ
载， 即流 过负 载 的 电流 与 加 在 负 载 两端 的 电压 呈 线
性关 系 。 电流 流 过 整 流器 时 会 形 成 非 正 弦 电流 ， 从 而产 生谐 波 ， 特别 是 整 流 器 的 通 断 交替 环 节 尤 为 突 出， 电流 流过 晶闸管 后 的波形 畸变 情 况如 图 ２所 示 。 近年 来 ， 尽管各 整 流器 生 产企 业 及 研 究 机 构 针 对 整 流谐 波 源问题 采 取 了一 系列 消 谐 措 施 ， 治 理 始 终 但
氯碱 产能 的不 断扩 大 ， 大量 大 功 率 整 流 装 置投 入 电
网运行 ， 致使 该装 置产生 的大 量谐 波 注 入 电网 ， 引起
局 部 电 网 正 弦 波 发 生 畸 变 ， 成 电 网 电 能 的 质 量 不 造
断下降 。这 不但对 电 网 自身 重要 电气 设 备造 成 重 大
图 １ 晶 闸 管 的伏 安 特 性 图
２ 谐 波 的危 害
由于系统 最初 的谐 波 设 备 较 小 ， 引起 的谐 波 电 流也 较小 ， 系统 电力设 备影 响不 大 ， 对 因此未 能 引起
足够 的 重视 。近 年 ， 由于 大量 非 线性 负 载 的并 网运 行 ， 波 对系统 的影 响 已 日趋 明显 ， 至造 成 大 大小 谐 甚 小 的事故 ， 这些 影 响主要 体现 在 以下 ３个方 面 。
电力系统谐波对继电保护的影响
电力系统谐波对继电保护的影响摘要：当前，随着中国电力行业的整体发展速度不断加快，很多新型的电气设备大量投入到了电力系统工作当中，同时大量的非线性负荷存在于供电电网当中。
供电系统在工作过程当中产生的谐波问题，会直接造成整个供电系统的稳定性下降，同时也影响人们的用电质量。
本文基于电力系统谐波对继电保护的影响展开论述。
关键词：电力系统；谐波；继电保护的影响引言在电力系统中，电力谐波必然存在，其产生的负面影响并非一时形成，而是日月累计的。
在影响初期并不突出，但随着时间的推移而累积，电力谐波的危害会逐步显现，导致不可估量的后果。
伴随节能减排、发展低碳经济呼声的不断高涨，采取科学有效的技术手段治理电力谐波变得尤为必要。
1谐波电力谐波是指一个周期电气量的正弦波的分量，其频率为工频基波频率的整倍数；在我国的国家标准中，电力谐波是指借助傅里叶级数，对周期性交流量开展分解，获取频率在1以上的整数倍的分量；而从广义角度而言，不论是何种与交流电网中工频频率不同的成分，均可称为电力谐波。
电力变压器铁心饱和、非线性磁化曲线等因素均会致使形成电力谐波，并且电力谐波的实际大小、影响覆盖面与该部分因素的实际情况紧密关联，依托对电力系统的全面剖析，该种原因形成的电力谐波的规模相对小，因而倘若对其制定相应的应对策略会造成不必要的人力、物力损耗，因而在治理过程中，通常不将该部分的电力谐波视为重点。
电力电子技术发展非常迅速，同时各种非线性负荷也大量的投入到使用之中，因此，如今非线性负荷的类别和数量的增加迅猛，导致电力系统内的谐波污染加剧，电力系统内谐波源对电力系统的稳定有着巨大的隐患。
精准地检测及分析系统中的谐波成分，是确保谐波抑制有效性的关键。
2电力谐波形成原因①发电系统形成的电力谐波。
由于制造工艺技术的制约，好比铁心绝对均匀技术、发电机三相绕组绝对对称技术等，生成电源基波电势期间必然会一并生成谐波电势，该种电势受自身性能的制约会使得电网波形发生转变，因为电力系统对应产生的谐波幅值相对小，因而当前即便认识到此期间会形成电力谐波，然而有效的应对策略相对不足，往往会直接予以忽略。
浅谈电力系统谐波的危害与治理
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变压器局部严重过 等次谐波， 目 。 前 谐波与电磁干扰、 功率因数降低被列 产生机械振动和噪声等故障 ， 因此增加整流的相数或脉动数 ， 可有效 为电力系统的三大公害，因而了解谐波产生的机 热， 电容器 、 电缆等设备过热 ， 绝缘部分 老化、 变 地抑制低次谐波。 不过 。 这种方法 虽 然在理论 Ｅ 可 理， 研究和清除供配电系统中的高次谐波， 对改于 质， 设备寿命缩减， 直至最终损坏。 以 实现， 但是在实际应用中的投资过大 ， 在技术上 供电质量 、 确保电力系统安全、 经济运行都有着十 ２ 谐波会引起电网 ３ 谐振 ， 可能将谐波电流放 对消除谐波并不十分有效 ， 该方法多用于大容量 分重要的意义。 大几倍甚至数十倍 ， 会对系统构成重大威胁， 特别 的整流装置负载。 所谓 ， 谐波 即理想的电力系统 向用户提供 的 是对电容器和与之串联的电抗器，电网谐振常会 ３ ３改变部分运行 、 接线方式 ， 减小谐波的产 应该是—个恒定工频的正弦波形电压 ， 但是由于 使之烧毁。 生、 叠加、 放大、 产生危害的机会 各种原因， 使这种理想状态在实际中无法存在 。 因 ２ 谐波会导致继电保护和自动装置误动作 。 ４ 增加电网的短路容量、提高电气设备的短璐 此通过对周期性电压或电流的傅立叶分解 ， 所得 造成不必要的供电中断和损失。 比， 来降低谐波对同一电网 Ｅ 其他ｉ备的影响。 爨 到的 频率为基波整数倍分量的含有量， 称为谐波。 ２ 谐波会使电气测量仪表计量不准确， － ５ 产生 加强运行时的实时控制， 避免轻负荷、 高电压 １ 谐波的来源 计量误差。给供电部门或电力用户带来直接的经 的运行状态，以减少谐波电压过高对系统电器设 １ 中频炉、 ． １ 电弧炉等设备是该地区 谐波的主 济损失 备的影响； 要来源 ２ 谐波会对设备附近的通信系统产生干扰， ６ 有ｊ 的将配变中间相改接 Ａ或者 Ｃ相。 献 减 对该地区负荷进行分析 ， 发现主要 的原因是 轻则产生噪声 ， 降低通信质量厘 － 导致信息丢失 ， 少变压器群产生的谐波。在可能的情况下 。 贝 ０ 接成 该地区特钢工业发达， 中频炉、 电弧炉等作为—类 使通信系统无法正常工作。 △，ｌ ， ｙ 形 将谐孜在高压侧消化。 Ｉ ２ 谐波会干扰计算机系统等电子设备 的正 ． ７ 高效的加热源已经非常普及。电 弧炉是利用电极 ３ 整流变压器采用 Ｙ 或 ／ ＿ ４ ， Ｙ接线 物料问产生的电弧熔炼金属 ， 因此， 它的电流波形 常工作， 造成数据丢失或死机。 该方法可抑制 ３ 的倍数次的高次谐波 ，以整 很不规则， 含有多种谐波 次到 ７ 以 间谐波 ， 次） 及 ． ２ 谐波会影响无线电发射系统、雷达系统、 流变压器采用 ／ ８ Ｙ接线形式为例说明其原 理， 当高 这是谐波的—个重要来源。而中 频炉是工频电流 核磁共振等设备的工作性能， 造成噪声干扰和图 次谐波 电流从晶闸管反 串到变压器副边绕组内 整流后再变为中频 ， 再利用电磁感应来熔炼金属 ， 像紊乱。 时， ３ 其中 的 滴 次谐波电流无路可通， 所以 因此产生大量的高次谐波，其中以 ５ ７ ｌ 次、 次、１ ３ 力系统谐波治理方法 电 自 然就被抑制而不存在 。但将导致铁心内出现 ３ 次等奇次谐波为主。这正是该地区谐波的主要来 ３ 针对谐波源进行治理 ． １ 而该磁通 源。 。 按谁干扰 ， 谁污染 ， 谁治理的原则 ， 进行谐波 将在变压器原边绕组内产生 ３ 的倍数次高次谐波 １ ２用户变压器群是该地 区谐波的重要来源 源当地治理。 即对于产生大量谐波的用户 ， 在用户 电动势， 从而产生 ３ 的倍数次的高次谐波电流。 因 般情况下 ， 三相变压器由于铁芯为“ ” 日 形 根据装置的原理不同， 为它们相位—致 ， 只能在形绕组内产生环流， 将能 状， 中相比边相要短一半 ， 因此， 三个磁路的不对 可分为无源电力滤波器 Ｄ 和有源电力滤波器 量消耗在绕组的电阻中， 故原边绕组端子 Ｅ 不会 称引起变压器劢磁电流中含有谐波分量。 以当 （Ｐ） 所 出现 ３ 的倍数次的高次谐波电动势。从以 匕 分析 Ａ Ｆ。 对空载三相变压器加电压激励时，即使受电侧没 无源电力滤波器利用电容、电感谐振的原理 可以看出， 三相晶闸管整流装置的整流变压器采 从而保证电压畸变率处在 用这种接线形式时， 谐波源产生 的 ３（是正整数） ｎ ｎ 有零序电流通路（ 中性点不接地或三角形接线） ， 励 吸收阻止相应次谐波。 磁电流中也会脊 谐波分量。 虽然在实际运 ｉ 行时， 这 较低水平。 —般根据需要吸收的谐波次数 ， 设置合 次谐波激磁电流在接线绕组 内 形成环流 ， 不致便 个诣黼 嘻 臣 但 由 小， 于变压器绕组接法以及各 适的 Ｌ 参数 ， Ｃ 分别设置滤波装置。 谐波注入公共电网。这种接线形式的优点是可以 该地区已有用户装设 了此类无源滤波补偿装 自 然消除 ３ 的整数倍次的谐波， 是抑制高次谐波 绕组和电网各相的连接统—规定时 ， 则各台变压 器励磁电流里的同次谐波彼此叠加 ， 形成了电网 置。 装设 ５ 次滤波装置 ， 、 ７ 采用可控硅自动投切 ， 的最基本方法 ， 该方法也多用于大容量的整流装 中谐波的又—重要来源。例如 ， 在绝大多数配变 在滤除谐波的同时， 对无功也进行了补偿。 ２ 置负载。 但 廷 中，Ｉ Ｙｙ 接线， 者Ｉ ，ｌ 是 Ｉ 变压器的中间的铁柱对应 的 无源装置不能满足对无功功率和谐波进行快速动 线圈即中相接的都是 Ｂ ， 相 这样的统—接法， 就为 态补偿的要求。同时还要注意不能在滤除某次谐 减小带来的影响 ３５７ 、、 等次谐波提供了—个分别互相叠加的条件。 波时，Ｃ参数恰好是另一个谐波的谐振参数 ， Ｌ 而 根据 《 用建筑 电气设 计规 范 ） ｊ 民 ｊ ｒ Ｇ ｒ 在该地区，现有 ３ ｋ ５ Ｖ用户变压器 ５台，总容量 使此谐波放大。 １—２． ０“ ６９３． 为控制各类非线性用 电设备所产生 ３ １ ４０Ｖ ， ｋ ０ ｋ Ａ １ Ｖ用户 变压 器约 ８０台 ，总 容量 ０ ０ 而有源电力滤波 的 谐波引起的电网 ３０Ｖ ｏ ３ ｋ Ａ 如此庞大的用户变群又成为了谐波的又 波发生器，它通过谐波采样装置将谐波源发 出的 内， 宜采限下列措施： 各类大功率非线性用电设备 ｑ￣ － 。 谐波采集后 ， 再完整地复制出大小相等 、 方向相反 变压器的受电电压有多种可供选择时 ， 如选用较 的谐波 ， 并接人电网 ， 将谐波抵消 ， 其产生的谐波 低电压不能符合要求， １ ３谐波的其他来源 宜选用较高电压。” 也就是 事实上 ， 谐波还有其他的来源 ， 各类生产用 随谐波源的变化而变化， 是一种新型的滤波装置 ， 中 频炉等大功率非线性用电设备在选型时， 尽基 电如电镀 、 电泵等， 生活用电中如电视机、 电脑、 荧 但费用较高。 选择较高电压。 在无功补偿设计中除了应注意避免并联电容 光灯等采用开关 电源或其他电力 电子技术的装 ３ 增加整流变压器二次侧整流的相数 ． ２ 对于带有整流元件的设备， 尽量增加整流的 器与系统感抗的谐振， 除了验算基波外 ， 还需要验 置， 单独来看， 所产生的谐波非常微小 ， 但是由于 相数或脉动数， 可以较好地消除低次特征谐波， 该 算 ３５７ 、 次等主要谐波， 、 避开这些参数 ， ｔ 防ｌ 在该 其数量的极其庞大， 也是不可忽视的—部分。 ２谐波的危害 措施可减少谐波源产生的 谐波含量 ， —般在工程 次谐波发生谐振。 参考 文献 ２ 谐波会使公用电网中的电 ． １ 力设备产生附 设计中予以考虑。因为整流器是供电系统中的主 加的损耗 ， 了 电、 降低 发 输电及用电设备的效率 。 要谐波源之一，其在交流侧所产生的高次谐波为 『 戚伟基 电力系 １ １ 统中的谐波分析及消除方法． 大量三次谐波流过中线会使线路过热 ，严重的甚 ｔ １ Ｋ 次谐波，即整流装 置从 ６ 脉动谐波次数为 【 罗安． ２ １ 电网谐波治理和无功补偿技术及装引 ． ｎ ６ ，如果增加到 １ 脉动时，其谐波次数为 北京： ＝ Ｋ１ ２ 中国电力出版社 。Ｏ ６ ２Ｏ， 至可能引发火灾。 ２ ２谐波会影响电气设备的正常工作 ， 使电机 ｎ １Ｋ １ 中 Ｋ为正整数） ＝ ２ 淇 ， 这样就可 以消除 ５７ 、
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。
电力系统谐波对继电保护的影响
电力系统谐波对继电保护的影响【摘要】在电力系统中，各种谐波分量的存在对电力系统产生了严重的谐波污染，影响了电力系统继电保护及安全自动装置的正常工作，危害了电力系统的安全稳定运行。
因此加强对谐波对继电保护的影响及控制策略的研究具有重要意义，本文对此进行了探讨。
【关键词】电力系统；谐波；继电保护；影响中图分类号：tm7文献标识码：a文章编号：引言所谓谐波，主要是指电力系统中的电流电量中含频率为基波的整数倍，对周期性非正弦电量实施傅里叶级数分解以后，其余基波的频率电流也会产生较大的电量。
近年来，随着社会经济的快速发展和新型电气装置不断出现与应用，国民经济发生及人民生产生活过程中的非线性负荷及电网接轨越来越多，电网中所产生的谐波量也在不断地增加。
由于电力系统中的谐波量不断增加，对电力系统中的相关设备可能会产生非常严重的影响，尤其是继电保护设备。
1谐波的产生和危害1.1 谐波的产生电力系统中的谐波是指所含有的频率为基波整数倍的电量，通常情况下，可以对非正弦周期性电信号进行傅里叶级数分解，通过傅里叶变换可以得到与电网基波频率相同的分量和一系列数倍于基波频率的分量，这些基波频率倍数的分量即为电量的谐波分量。
对非正弦周期信号的傅里叶级数可以表示为式（1）：上式中，a0为f (t)在一个周期内的平均值，即直流分量，k =1的分量为基波，k =2的分量为二次谐波，k =n的分量为n次谐波。
k为奇数的分量为奇次谐波，k为偶数的分量为偶次谐波。
谐波是指电信号中所有频率为基波频率整数倍的电能。
当供电系统处于理想状态时，电压和电流信号均为正弦波。
然而在实际的供电系统中，由于大量非线性元件的存在，将会造成电流与电压不呈现线性关系，因此产生大量的高次谐波。
通过对电压、电流的傅里叶变换可以得到基波和各次谐波的表达式：上式中：un为电压n次谐波的幅值；in为电流n次谐波的幅值；z为电压n次谐波的相位；θn为电流n次谐波的相位；ω0为基波角频率，ω0=2πf0，f0为基波频率，f0=50hz。
浅谈谐波对电网的危害及消除措施
浅谈谐波对电网的危害及消除措施发表时间：2018-01-30T17:41:06.250Z 来源：《电力设备》2017年第28期作者：李春雨[导读] 摘要：随着科学技术的发展，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。
（国网吉林省电力有限公司长春供电公司 130000）摘要：随着科学技术的发展，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。
供电系统中谐波干扰增大，造成电网电压、电流波形严重畸变，成为影响供电质量的新的突出问题，并严重危及电力系统及用电设备的安全经济运行。
本文对电网谐波危害和抑制消除措施进行分析归纳。
关键词：电网；谐波；危害；消除一、谐波的来源电网中谐波主要源于用户的电源系统和非线性负荷两方面。
1、电源系统的影响方面。
（1）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。
（2）系统中交流发电机内部定子和转子间的气隙，由于受到铁心齿、槽和工艺的影响，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。
（3）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。
2、非线性负荷方面随着电力电子技术发展，供电系统中增加了大量非线性负载，从低压小容量家用电器到高压大容量的工业交、直流变换装置都有着广泛应用。
非线性用电设备已是产生谐波的主要原因。
二、谐波的危害谐波对电网的污染主要表现在以下方面：1、使旋转电机、变压器等电气设备由于过大的谐波电流而产生附加损耗，从而引起过热，使绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏。
并联电容器的容抗随谐波次数增大而减小，因而使电容器过电流发热导致绝缘击穿的故障增多。
2、谐波电压每半周可能有多个过零点，产生过零噪扰，使相位控制设备的正常工作因控制信号紊乱而受到干扰，如电子计算机误动作、电子设备误触发、电子元件测试无法进行、晶体管整流型距离保护、变压器及母线复合电压保护误动或拒动等。
电力谐波及其对电能计量的影响
性 负载 从 电网 中吸 收 的基波 功率 的一 部 分转 化而 来 的， 同时又 通过 电 网在线 路 、线性 负载 及 发 电机 中 分配 。。 ３２ 感应式 电能表 的频率 特性 我 国 目前在 电能计量 中应用最 广的计 量仪表 为感应 式 电能表 ， 这种仪表 按 基 波频率 设 计， 灵敏度 高。研 究波 形 畸变对 电能表 影响 的重 要依 据就 是它 的 频 率特性 。 从图１ 的误 差 与频率 关系 曲线 可 以看 出误 差为 负， 随频率增 大 而增大 ， 且 表 明感 应 式 电能 表有 下 降 的频 率特 性 。文献 ６分析 了误 差产 生 的原 因 。在 对谐 波功 率特 性分 析 的基础 上， 际应用 中 电能表 反映 的 电能值可 表示 为ｉ ： 实
１前言
近 年来 ， 线性 负荷 日渐增 多， 非 特别是 ‘‘ 大功率 变流 设备 和 电弧 炉 的大 些 量应 用， 导致 电网 中产 生大量 的高 次谐 波 电流 ， 而 引起 电压 波形 发生 较大 的 进 畸变 。 电能计 量 数据 是 发 电企 业 、输配 电企 业 、电力 用 户之 间进 行 贸 易 结 算 的依据 ， 的准 确与 否直 接 影响到 三 者的 利 益以及 交 易的合 理 性。 电能计 它 量是 电力系 统收 费的 依据 ， 电 网中谐波 的存 在， 而 使工 业及 日常生 活 中使用 的 电能计 量装 置误 差加 大， 影响 电 网的经 济运行 。因此 ， 充分 分析谐 波对 电 能计 量的 影 响，并对 新 的电能 计量 方 法和 计 量装 置进 行 研 究有 重要 意义 。 ２谐波 产生 的原 因及 测 量 方法 ２ １谐 波产 生的原 因 电力系统 中谐 波 的产 生主要 来 自于 以下 三个 方面 ： 是发 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 的一 些原 因， 电源 多少 会产 发 生 一 些谐 波 ， 一般 来 说很 少 。 但 二 是输 配 电系统 产 生谐 波 ． 配 电系 统 中主 要 是 电力变 压 器产 生 谐波 。 输 由于变压器铁 心 的饱和， 磁化 曲线的 非线性， Ｅ 加 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 。铁 心 的饱和程 度越 高， 压器 工作 点偏 离线性 越远 ， 波 电 变 谐
电力系统中的功率谐波问题如何治理
电力系统中的功率谐波问题如何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，功率谐波问题却成为了影响电力系统性能的一个不容忽视的因素。
功率谐波不仅会降低电力设备的效率和寿命，还可能引发电力系统故障，甚至对整个电网的安全稳定运行构成威胁。
因此，有效地治理电力系统中的功率谐波问题具有重要的现实意义。
一、功率谐波的产生要治理功率谐波问题，首先需要了解它的产生原因。
功率谐波主要源于电力系统中的非线性负载。
常见的非线性负载包括整流器、变频器、电弧炉、荧光灯等。
这些设备在工作时，其电流和电压的波形不再是标准的正弦波，而是包含了各种高次谐波成分。
以整流器为例，当交流电源通过整流器转换为直流电源时，由于二极管的单向导通特性，电流在导通期间会迅速上升，而在截止期间则几乎为零，从而导致电流波形发生严重畸变，产生大量谐波。
变频器在调节电机转速时，通过改变电源的频率和电压来实现。
但在这个过程中，由于电力电子器件的频繁开关动作，也会引入谐波成分。
电弧炉在炼钢过程中，由于电弧的不稳定燃烧，电流和电压的变化随机性很大，产生的谐波也非常复杂。
二、功率谐波的危害功率谐波对电力系统的危害是多方面的。
首先，它会增加电力设备的损耗。
谐波电流在电力线路和变压器中流动时，会产生额外的电阻损耗和涡流损耗，导致设备发热增加，降低其效率和使用寿命。
其次，谐波会影响电力测量的准确性。
电能表等测量设备通常是按照标准正弦波进行设计和校准的，如果电流和电压中存在谐波，将导致测量结果出现误差，影响电力计费的公正性。
再者，谐波还可能引发电力系统的谐振。
当谐波频率与电力系统中的固有频率相匹配时，会产生谐振现象，导致电压和电流急剧增大，可能损坏电力设备甚至引发停电事故。
此外，谐波还会对通信系统造成干扰，影响通信质量。
三、功率谐波的治理方法针对功率谐波问题，可以采取多种治理方法，以下是一些常见的措施：1、优化电力设备设计在电力设备的设计阶段，充分考虑谐波的影响，采用合适的电路结构和控制策略，减少谐波的产生。
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。
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大功率整流装置产生的谐波对电力系统的影响
摘要：由于非线性负载以及电力电子器件的应用，大功率整流系统在实际运行
中必然产生大量的谐波电流，从而给功率计量与系统效率提升带来一系列影响。
这不但对电网自身重要电气设备造成重大影响，而且给广大用户带来严重的危害，甚至已经影响到企业的正常生产和产品质量。
基于此，本文主要对大功率整流装
置产生的谐波对电力系统的影响进行分析探讨。
关键词：大功率；整流装置；产生谐波；电力系统；影响
1、前言
在现代诸多工业生产工艺中，如电解金属工艺、串接石墨化工艺等，采用大
功率整流装置供电已经相当普遍，即将220kV、110kV、35kV以及10kV等电压等
级的高压交流电源进线，通过调压变压器-整流变压器组降压调压，再通过可控硅或二极管整流装置为生产系统输出0～1500V电压可调、电流最高可达350kA的
直流电。
这样大功率的整流装置，对当地电力电网的影响是不可忽视的。
文中就
大功率整流装置产生的谐波对电力系统的各种影响和危害做出定性分类，为电力
系统和大功率整流装置用户进行谐波治理提供些许帮助。
2、谐波的不良影响
供电系统存在高次谐波造成的影响和危害是多方面的，下面从两个方面来分
别加以阐述：
2.1整流装置的负荷特性及其对电力系统的影响
2.1.1供电点的功率因数问题
大功率整流装置的投入，若负荷内部没有充足的无功补偿容量，就会从系统
吸收大量的无功功率，造成系统供电点处的功率因数下降。
2.1.2电力系统电压稳定性问题
当大功率整流装置的工况处于变化较大时，如整流变压器组的调压变压器处
于调压状态，整流装置的功率便会发生一定范围的波动。
尽管这个功率波动与大
功率冲击性负荷相比对电力系统是一个微扰，但是如果上级电力系统存在无功功
率缺陷，而整流装置调压变压器的有载分接头控制又缺乏“柔性智能”的策略，即
不能在线识别系统的无功状态而单方面保持供电点处的电压水平，则势必将无功
缺额转移到供电的主电压网，从而使主网电压严重下降，甚至发展成为“电压崩溃”。
2.2整流装置的谐波特性及其对电力系统的影响
2.2.1特征谐波和非特征谐波
大功率整流负荷产生的谐波在理论上主要分布在信号频谱的高频部分，且谐
波的幅值很小。
但考虑到整流装置的实际运行情况，如从整流桥的网侧向系统看，交流系统电压总不会完全平衡和没有畸变；整流变压器三相的系统阻抗不会完全
相等；因此还必须考虑其产生的相当比率的非特征谐波。
2.2.2谐波对用户的影响
1）对用户并补电容器正常投运的影响。
电力系统的不少用户内部装有功率因数补偿电容器，大功率整流负荷用户自身产生的谐波有可能使其供电系统内部的中、低压电容器因谐波过负荷而不能正常投运，进而使用户从力率受奖变为力率
受罚。
同时由于无功补偿电容器不能正常投运，造成用户内部电压下降，影响生产，经济效益降低。
2）对用户馈电点电动机群的影响。
由于用户的内部供电系统中每个馈电点都
接有成群的电动机，故谐波允许值不宜按每台电动机承受的谐波电流而只能按接
电点的谐波电压来考虑。
异步电动机的电流峰值增大时，齿部的磁饱和增大，使
漏抗减少，当存在较大谐波时，漏抗可以降低15%～20%，故对给定的谐波电压，磁饱和时谐波损耗和相应的发热比未饱和时更大，另外还使基波激磁损耗和基波
负序损耗也都比未饱和时增大。
对于用逆变器馈电的调速感应电动机，一般控制
其运行电压低于电动机额定电压，以免因谐波而过于发热，但要防止发生尖刺脉
冲电压使绝缘击穿，以防止低速时发生谐频强振。
3）对用户内部自控系统及通信的干扰。
现代化的工业负荷内部均配有一定规模的企业计算机网络，这种企业网就象一个神经系统，在底层控制着生产过程的
自动化，在上层支撑着企业内部的信息处理及决策过程。
计算机网络的各个站点
是以各种形式的通信信道联系在一起的。
电力谐波通过电磁和静电感应干扰通信。
通常在语音信号频率（300～4000Hz）范围内的谐波引起通信噪音，而1000Hz以
上的谐波还会导致电话系统回路信号的误动。
谐波干扰的强度取决于谐波电压、
电流、频率的大小以及输电线路和通讯线的距里、并架长度等。
4）对用户电度计量的影响。
研究表明，常用的感应式电度表由于对高次谐波有负的误差，用在谐波量过大的电网里将不能计量电度。
当谐波与基波潮流同方
向时，电度表要多计量，这种情况发生在畸变电压作用下对线性负荷用户（非谐
波源用户）的计量结果；当谐波与基波潮流反方向时，则向电网反送的谐波功率
会部分地抵消吸收的基波功率，此时电度表要少计电量，这种情况发生在对非线
性负荷用户（谐波源用户）的计量结果。
2.2.3谐波对电力系统的影响
特征谐波和非特征谐波电流注入电力系统后，将使系统所希望的电压、电流
的正弦波形发生畸变，造成对电力系统的诸多不利影响。
1）对并补电容器的影响。
谐波对电力系统最直接的影响便是对系统变电站中并联电容器组的危害。
例如当并联电容器组串联6%的电抗时，基波上相当于4
次单调谐无源滤波器，这对抑制电容器所挂接母线处的4次谐波放大是有积极作
用的，但是如果系统中的3次及其以下谐波含量过高，就很有可能对3次及其以
下谐波的放大，从而导致电容器在基波稳态时的谐波过电压和谐波过电流，危害
电容器的安全及寿命。
2）对输电线路高频保护的影响。
谐波对电力系统一次部分的另外一个影响便是通过所谓“谐波助增效应”（或者称为“等效基波负序电流效应”）去干扰电力系
统中传统的（非微机型继电保护）相差高频继电保护的启动部件及通过“方波波形失真效应”去影响该保护的相差部件中复合滤波器的波形输出，从而引起保护误动、开关跳闸。
这种原因导致的最直接结果便是地区电网的大面积停电，并同时威胁
到电网的安全运行。
3）对电网损耗的影响。
从定性的意义上说，谐波功率完全是损耗，从而增大了网损。
研究指出，若谐波电压和电流都控制在一般标准范围内，则可估计出非
线性用户注入电网的谐波功率和其用电负荷之比是在0.1%这个数量级。
但若谐波
过大或发生谐波谐振，则损耗将大大增加。
4）对电力线路绝缘的影响。
对架空输电线路，谐波电流通过时，可能产生串联谐振从而产生危险的高电压。
对电缆线路，非正弦电压使绝缘老化加速，泄漏
电流增大；当出现高频高振幅的谐波电压分量时，可能引起放电并击穿电缆。
5）对同步发电机的影响。
电力系统中的同步发电机，特别是以整流负荷为主的或以发电电压直接供给整流负荷的同步发电机，整流谐波电流引起定子特别是
转子部分的附加损耗和附加温升，降低发电机的额定出力。
只有在整流装置的等效相数增至12相及其以上时，这方面的影响较低。
作为工业化进程的原动力电能必将带来新一轮由量转到质的竞争。
3、结语
因此，对电网谐波的有效治理将成为电网的一项重要工作，而这项工作除了依靠电网和用户之外，更需要全社会的共同努力才能完成。
因此，应从电子设备的设计、制造和使用过程中采取有效的抑制措施，把谐波治理、提高电网供电质量落到实处，从而减少因谐波原因给社会带来的麻烦和经济损失。
参考文献：
[1]申邵东，魏星.谐波对有功电能计量影响的仿真研究[J].电力自动化设备，2008，28（2）：54-57.
[2]赵贺，林海雪.电网中非线性负荷谐波功率方向的确定[J].电网技术，2007，31（17）：47-50.
[3]罗隆福，宁志毫，张志文，等.一种基于交流检测的直流大电流间接测量的方法及装置：中国，ZL201010578601.2[P].2010.。