关于电力电子装置谐波问题的综述
电力系统中谐波问题如何治理
电力系统中谐波问题如何治理在当今的电力系统中，谐波问题日益凸显，给电力设备的正常运行和电力质量带来了诸多挑战。
那么，究竟什么是谐波？它又是如何产生的？更重要的是，我们应该如何有效地治理它呢？首先，让我们来了解一下谐波的概念。
简单来说，谐波是指在电力系统中，电流或电压的频率不是基波频率（通常为 50Hz 或 60Hz）整数倍的分量。
这些谐波分量会导致电力系统中的电流和电压波形发生畸变，从而影响电力设备的性能和使用寿命。
谐波的产生原因是多种多样的。
其中，电力电子设备的广泛应用是主要原因之一。
例如，变频器、整流器、逆变器等在工作时会产生大量的谐波电流注入到电力系统中。
此外，电弧炉、电焊机等非线性负载也会产生谐波。
那么，谐波问题会给电力系统带来哪些危害呢？一方面，它会增加电力设备的损耗，导致设备发热、效率降低，缩短设备的使用寿命。
例如，变压器在谐波的作用下，铁芯损耗会显著增加，容易出现过热现象。
另一方面，谐波会影响电力系统的稳定性，可能导致继电保护装置误动作，影响电力系统的安全可靠运行。
同时，谐波还会对通信系统产生干扰，影响通信质量。
既然谐波问题如此严重，我们应该如何治理呢？目前，主要的治理方法可以分为无源滤波和有源滤波两大类。
无源滤波是一种传统的谐波治理方法，它通过电感、电容等无源元件组成滤波器，对特定频率的谐波进行滤波。
无源滤波器结构简单、成本较低，但存在一些局限性。
例如，它的滤波效果容易受到系统参数变化的影响，而且只能对固定频率的谐波进行有效滤波。
有源滤波则是一种较为先进的谐波治理技术。
它通过实时检测电力系统中的谐波电流，并产生与之大小相等、方向相反的补偿电流注入到系统中，从而实现谐波的动态补偿。
有源滤波器具有响应速度快、滤波效果好、能够适应系统参数变化等优点，但成本相对较高。
除了滤波技术，改善电力系统的设计和运行管理也是治理谐波的重要措施。
在电力系统规划和设计阶段，应合理选择电力设备，尽量减少非线性负载的接入。
浅谈电力电子中的谐波问题
化、 法制 化管理 的同时 ， 要采 取积极有 效的技术措 施 ， 量减 尽 少 电力 电子设备的谐 波含 量， 安装有效 的滤波装置 。
１减 少 电力 电子 设备 的谐 波含 量 ．
由于谐 波不经过 治理是无法 自然消除的 ，因此大量谐波
甚 至 会爆 炸 。
３ 皆波会降低供电 的可靠性 ， 引发供 电事故。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 ， 它们容易受谐波影 响 ， 产生误动或拒动 ， 造成整 个保护系统的可靠性降低 ， 易引起 容
系统故 障。
（ ） 电平变流技术 ３多 针对各种 电力电子变流器采用移相多重法 、顺序控 制和 非对称控制多重化等方法 ， 将方 波电流或电压叠加 ， 使得 变流 器在交流 电网侧产生 的电流或 电压 为接近正 弦 的阶梯 波 ， 且
（ ） 波电流叠加 到基波 电流上后会 使电力 电容 器 中流 ４谐 过 的电流增加使 电力 电容器 的温升增高 ，引起 电容器过 负荷
畸变 ， 由于负载与整个 网络相连接 ， 这样畸变 电流就可 以流人
到电网中， 的负载就成 了电力系统 中的谐波源 。 这样
二 、 波 的 危 害 谐
为 了抑 制 电 网 中 的谐 波 ，减 小 谐 波 的危 害 ，在 加 强 科 学
谐 波 一 旦 被 注 入 到 电 网 中后 对 电 力 系 统 的 危 害 是 多 方 面 的 ， 括起 来 主 要 是 有 以下 几 个 方 面 ： 概
收 稿 日期 ：０ ０ Ｏ — ４ ２ １一 １ ２
与电源电压保持一定的相位关 系。
电力变压器试验存在谐波问题及应对措施
电力变压器试验存在谐波问题及应对措施摘要：在进行电力变压器试验中，高次谐波的存在不仅会干扰试验结果的精确性，而且谐波问题如果得不到有效的解决，后期变压器投入使用后，将会对设备以及整个电力系统造成负面影响。
现阶段，电力行业常用来抑制谐波的措施有多种，本文重点介绍了有源滤波法、无源滤波法以及调节换流装置三种，并对各项措施的应用原理和技术要点展开了简要分析。
关键词：电力变压器；谐波危害；有源滤波法；换流装置引言：在电网运行中，谐波的存在会对电网安全造成多方面的破坏影响。
例如谐波会导致电网的各类保护装置出现误动，在真正发生安全问题后保护装置失效，致使电网发生严重事故；还有可能增加变压器、电容器的磁滞损耗，浪费电能、增加成本。
变压器作为电网运行的核心设备，在试验和运行中，必须要明确谐波的产生原因，认识到谐波带来的各种危害，进而采取相应的抑制措施，确保变压器及整个电力系统的运行安全。
1.电力变压器试验中谐波的产生当电力变压器正常运行时，本身并不产生谐波。
随着电网运行负荷的增加，变压器磁通逐渐达到饱和，这时流经电力变压器的励磁电流，会产生奇次（3、5、7）谐波，其中又以三次谐波最为明显。
根据变压器结构组成的不同，产生谐波电流的大小也有差异，最大的谐波电流可以达到变压器额定电流的0.5%以上。
2.电力变压器试验中谐波的危害2.1增加运行损耗进行变压器试验的电路中，虽然谐波电流所占比例不高，但是由于受到集肤效应的影响，谐波电流会被放大，进而引发电流热效应，导致变压器内的铁芯以及其他元件出现温度升高的现象。
由于谐波电流长期存在，会加速设备的老化。
特别是橡胶材质的绝缘材料，长期受到高温影响，寿命会被大幅度缩减，绝缘失效后，很有可能导致变压器内局部放电，从而对变压器的稳定运行，以及整个电网的安全构成威胁。
谐波的存在还会让变压器运行中的磁滞损耗增加，增加能源浪费和运行成本。
2.2导致谐波振荡由于电力变压器在工作过程中，其负载并不是恒定不变的，而是根据实际情况不断的进行变化。
电力电子设备谐波的危害及解决对策
电力电子设备谐波的危害及解决对策发布时间：2021-01-27T03:39:19.187Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第24期作者：彭涛[导读] 工业化的发展必然对电力需求越来越多，尤其是现今产业发展多以电子化设备作为生产方式，使得电力企业在运营过程中需要为用户提供更加稳定的电网。
徐州茂鑫电力工程有限公司摘要：工业化的发展必然对电力需求越来越多，尤其是现今产业发展多以电子化设备作为生产方式，使得电力企业在运营过程中需要为用户提供更加稳定的电网。
但是，电力电子设备在使用过程中经常会出现谐波，以此对电力电子设备实际运行造成影响，无法提供高质量电力。
在这种情况下，找到应对电力电子设备谐波危害的方法对于我国社会化进程的加快具有重要的推动性作用。
因此，在本文研究中针对电力电子设备谐波危害进行分析，并就目前电力电子设备谐波产生的不良影响提供解决对策，希望能对电网更加稳定运行提供一些理论方面建议。
关键词：电力电子设备；谐波；危害之处；解决对策前言电网广泛应用于工业及生活用电中，而为了能为客户提供更加稳定、高质量的电网，电力企业也采取各种先进的电子设备，以此去构建和拓展电网系统，以满足越来越多用户对电力需求。
但是，电网系统在运行过程中一直存在谐波问题，对电网稳定运行造成一定影响。
如果能就电力电子设备运行中出现谐波的原因进行分析，以此去针对性地解决和降低谐波所带来的影响，则也是可以提升电网系统运行质量的[1]。
1.电力电子设备谐波的危害1.1电力电子设备谐波对弱电系统设备造成的危害就国内目前电力网络系统现状来看已经比较完善，可以满足客户对电网系统运行的基本需求。
但是，电网系统在实际运行过程中仍存在着诸多问题，一度影响着电力电子设备的使用。
如谐波问题，其一直是制约电子设备稳定运行的重要因素，严重影响到电力系统的安全使用。
电力电子设备在使用过程中会因为静电感应或者电磁感应等而产生谐波，这对于弱电系统设备的使用会产生影响，虽然谐波与电感应之间并无直接联系，但通过其他方面（如接地）去对弱电系统设备安全使用造成危害。
电力电子设备谐波的危害及解决对策 王璞
电力电子设备谐波的危害及解决对策王璞摘要：电力资源是人们生产、生活中不可或缺的重要资源，在推动工业化建设、保障社会稳定等方面做出了突出的贡献。
经过几十年来的努力建设，我国已经构建了相对比较完善的电力网络系统，各种先进、新兴电力电子设备在电力网络中的应用，为满足人们逐渐提高的用电需求奠定了良好的基础。
但是，电力网络系统之中，电力电子设备在运行的过程中也容易出现一些问题，从而影响电力网络系统的安全、稳定运行，其中一个最为突出的问题便是谐波问题。
本文主要对电力电子设备谐波的危害进行了分析，并提出了有针对性的解决对策。
关键词：电力电子设备；谐波危害；解决对策在近些年的发展中，推进了工业生产水平的弊端提升，在电力系统中变频技术和电力电子设备有着广泛的应用。
然而与此同时其会出现诸多谐波，导致了电网质量受到影响，也会对配电系统产生一定的污染。
谐波污染同时也会影响到配电系统的有序运行。
配电系统安全等造成较为的危害，同时通过谐波导致的电气设备问题也会促使其出现事故的概念上升。
电网谐波会对用电设备和配电系统的有序运行造成危害。
1.谐波产生的原因在电能的生产、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。
在其它几个环节中, 谐波的产生主要是来自具有非线性特性的电气设备: ①具有铁磁饱和特性的铁芯设备, 如变压器、电抗器等；②以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备,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开关电源设备,如各种电力变流设备(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, 它们大量用于化工、电气铁道、冶金、矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器(彩色电视机、微型电子计算机及办公设备)中。
以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流。
电力电子中的谐波问题如何解决？
电力电子中的谐波问题如何解决？在当今的电力系统中，电力电子技术的广泛应用带来了诸多便利和效率提升，但同时也引发了一个不容忽视的问题——谐波。
谐波的存在不仅会影响电力设备的正常运行，还可能导致电能质量下降，增加能耗，甚至危及整个电力系统的安全稳定。
那么，如何有效地解决电力电子中的谐波问题呢？要解决谐波问题，首先我们得明白谐波是怎么产生的。
电力电子设备在工作时，由于其非线性的特性，会使得电流和电压的波形发生畸变，从而产生谐波。
比如常见的整流器、逆变器、变频器等，它们在将交流电转换为直流电或者改变交流电的频率和电压时，就容易引入谐波。
既然知道了谐波的来源，那我们就可以有针对性地采取措施来减少谐波的产生。
一种常见的方法是优化电力电子设备的设计。
通过改进电路结构、采用更先进的控制策略以及选择合适的电力电子器件，可以在源头上降低谐波的含量。
例如，在整流电路中，采用多脉冲整流技术，如 12 脉冲、18 脉冲甚至更高脉冲数的整流，可以显著减少谐波的产生。
另外，增加滤波装置也是解决谐波问题的重要手段。
滤波装置可以分为无源滤波器和有源滤波器两大类。
无源滤波器通常由电感、电容和电阻等元件组成，通过谐振原理对特定频率的谐波进行吸收和抑制。
这种滤波器结构简单、成本较低，但存在滤波效果受系统参数影响较大、可能与系统发生谐振等缺点。
相比之下，有源滤波器则具有更好的滤波性能和适应性。
它能够实时检测电网中的谐波电流，并产生与之大小相等、方向相反的补偿电流，从而有效地消除谐波。
有源滤波器虽然性能优越，但成本相对较高，在一些对电能质量要求极高的场合应用较为广泛。
除了在设备端采取措施，合理的系统规划和运行管理也有助于减轻谐波的影响。
在电力系统的设计阶段，就应该充分考虑谐波的问题，合理分配负载，避免谐波源集中在某一区域。
同时，加强对电力设备的运行监测，及时发现和处理谐波超标问题，也是保障系统稳定运行的重要环节。
此外，提高电力用户的谐波意识也非常重要。
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。
谐波抑制技术研究综述
目前电网谐波的治理有两种技术途径：（1）被动式治理，即通过一些谐波吸收装置吸收各个用户负载产生的谐波，以限制超过有关标准的过量谐波注入电网。
这种谐波治理技术的应用对象主要是工业电网负载，目前有两种主要方式：①在电网上简单并联无源滤波器组；②在电网上串联或并联或混合联上电力有源滤波器。
这种方式的特点是先检测出负载产生的谐波电流或者谐波电压，再利用电力电子器件产生与该电流成一定比例的谐波电流或谐波电压抵消负载产生的谐波电流或者谐波电压的影响，使得流入电网的谐波电流达到最小。
（2）主动式治理，即设计出不产生谐波的变流器，使得负载自身不产生电流或电压谐波。
主动式谐波治理技术的应用对象包括工业电网大功率负载。
从20世纪60、70年代以来，谐波治理技术发展得到长足的进步。
但是出于经济性和可靠性等方面的考虑，目前它还难以为电力电子装置的生产厂家以及谐波源电力用户所自愿推广应用。
从用户需求角度出发，对已有谐波治理的技术手段进行深入地分析，改进和突破，开发出更加可靠和更具优良性价比的装置和技术是目前谐波治理技术发展的重点之一。
谐波抑制技术发展所面临的机遇与挑战以山东省一家冶金行业的企业为例，某钢铁集团所属的轧钢厂在20世纪90年代初安装的轧钢供电设备的原设计的月平均功率因数是0.93。
90年代末开始，因电网谐波原因无法按设计的功率因数运行，实际的月平均功率因数只能达到0.86，从而造成每个月10多万元的罚款损失。
目前这种现状为被动式谐波治理技术的推广应用提供了一次难得的机遇。
有政策方面的，有产业结构方面的，也有谐波抑制技术成本方面的等等。
目前有源电力谐波抑制技术的成本相对于传统无源谐波治理方案以及企业对付谐波问题的其他策略方案的成本偏高，难以为普通电力用户所接受。
对于该厂供电系统，最佳的无功补偿点是在6kV母线处。
目前他们不愿意采用有源电力滤波方案，主要原因有两个：①相对于简单的低压无功设备，有源方案价格显得过于昂贵，投资的回报周期长；②担心有源方案的可靠性。
电力电子技术与谐波抑制、无功功率补偿技术研究综述
２谐波的危害和无功功率的影 响
【 关键词 】电力电子 谐 波抑 制 无功功率
３ ． ２ 无 功 功 率 补偿 的 现状
电子 电力 技术 中 ，负 载 、电抗器 以及变 在多 数 的工程供 电系统 中，通常 采用 并 压器 等电子电力装置由于采用相控方式 ，在工 联 电容器的方法到达补偿无功功率、提高功率 作环境 中，不仅要消耗大量的无功功率 ，还要 因数 的目的 ，并联 电容器补偿按照安装位置的 电子 电力技 术作 为二 十一 世 纪最重 要 的 产生谐 波污 染，我们首先分析一下谐波污染带 不 同可 以分 为 三 种 方 式 ：一 种 是 集 中补 偿 ，就 来 的危 害 以及 无功 功 率 的 影 响 。 两大 技术之一 ，不仅要求人们高效合理 的使用 是把一组 电容器集 中安装在母线上 ，提高功率 现有 的电力 资源 ，而且要求利用现有的 电力资 ２ ． １谐 波 的危 害 因 数 ，减 少 无 功 损 耗 ；一 种 是分 区 补偿 ，就 是 源获得最大 的经济 收益，可见电子 电力技术推 将 电容 器 组 分 别 安 装 在对 应 的 区 域 母 线 上 ， 虽 动着现代 电力 系统 的发展 。然而电子电力技术 谐 波危 害大 致可 以分 为 四类 ，产 生 附加 然 无 功 功 率 补 偿 效 果 明 显 ，但 是 较 集 中 补 偿 ， 在推动 电力系统发展 的同时 ，电子 电力 装置设 谐波损耗 ，谐 波通过令 电子电力设 备产生额外 分区补偿的补偿区域变小 ，具有局限性 ；一种 备成为最主要 的谐波源 的来 源，与此同时又消 的谐波损耗 ，来达 到降低供 电设备 和用电设备 是就地补偿 ，就是将电容器组安装在负载设备 耗无功功率 ，电子 电力装置产生 的谐 波污染严 的使用效率 的目的；影响设 备正常工作 ，谐波 邻近处 ，达到就近补偿的效果 ，这种补偿方案 重影响 电子 电力技术 的发展 ，所 以使谐 波问题 污染可 以引起过 电流或过 电压 ，从而使 电子电 虽 然 提 高 功 率 因 数 ，改 善 电压 质 量 ，但 是 由 于 以及无功功率得到解决 ，成为 当今社会研 究电 力设备 严重受热 ， 缩短设备 的使用 寿命 ；引起 电容器分散安装 ，导致维护 工作量变大 。 子电力技术的工作人员急需完成的工作。 谐波放大 ，谐波在 引起公用 的局部 电网谐 波变 综合 全文 ，本文 通过 首先对 电子 电力 的 大 ，甚 至 会 产 生 串联 谐 振 和 并联 谐 振 ， 从 而 引 应用状况进行简单描述 ，引出谐波污染的危害 １在 电力系统中电子 电力技术 的应运现状 起 电子 电力设备 的损伤甚 至发生安 全事故；导 以及无功功率的影响 ，进而通过阐述我国谐波 电力系 统 中 电子 电力 技术 应运 广 泛 ，其 致 自动装置和继 电保护 的拒动作 或误动作 。谐 抑制和无功功率补偿技术的现状 ，表明对谐 波 应用在 电力 系统各 个不同等级的 电压 中均有分 波污染不仅会影响 电子 电力设备 的正常运 行， 抑 制 技 术 以 及 无 功 功 率 补 偿 所做 的研 究 ，在保 布 ，尤其半导 体设 备 比较多 ，可 以应用在 日常 缩短其使用寿命 ，而且对 电子 电力 系统 附近 的 证电子电力技术带给人们便利的同时，最 大程 如通讯工具 、 计算机设备造成 影响， 生 活 中 ， 比如 家用 电器 的 开 关 电源 ，手 机 电池 精密仪器 ， 度的降低谐 波污染 和无功功率给工业生产 以及 降低仪器的精密度 ，由此可见谐波污染影 响面 充 电器 ，还 有 在直 流 输 电 过 程 中的 换 流 器 以及 人 类 生 活 带 来 的 不便 ， 更安 全合 理 的使 用 电子 变压器 ；也 可以应 用在工业生产 中，比如调压 广 ，影 响 力 大 ，我 们 必 须 对 此 采 取 措 施 加 以控 电 力 技术 。 制。 器 、变 频 器 、整 流 器 等 。 静止无功补偿器 ，在用新型的 固态开关 ， ２ ． ２无功功率的影响 参考 文献 其显著特点 是晶闸管作为基本元件 ，代替 了机 ［ １ ］王明全 ．带谐 波抑制 的无功补偿理论 分析 械开关 的基础上 ，用控 制电容器 和控制 电抗器 关于无功功率的影响 ，我们 也可以大致分 及设计应 用 ［ Ｊ ］ ． 建筑电气 ， ２ Ｏ １ ３ （ Ｏ ４ ） ． 的方 式 改善 输 电系统 的导 纳功 能 ，具 有周 期 为四类 ，电子 电力设备 以及 电路损耗增大 ，无 ［ ２ ］高飞 ．油 田 电力 系统无 功 功率 补偿 ［ Ｊ ］ ． 短、速度快的特点 。可控硅控制 空芯 电抗器 型 功功 率 增 大 ，也 就 意 味 着 总 电流 增 大 ，从 而导 油 气 田地 面 工程 ， ２ Ｏ １ ２ （ １ ０ ） ． （ Ｓ ＶＣ）作为静止无功补偿器主要 四种形 式其 致线路、设 备的损耗 ；变压器压降增加 ，导致 ［ ３ ］商 红 桃 ．并 联 混 合 型 有 源 电 力 滤 波 中的一种 ， 因其具有运行可靠 、 反应灵敏迅速 、 电网电压上 下波动变大 ，可能会导致安全事故 器 的研 究 与参 数 设 计 … ． 计 算 机 仿 使 用范围广 、价格便宜等优 良特性 ，而得 到工 的发生 ；无功波动会引起 电压波动 ，如果无功 真 ， ２ Ｏ １ ２ （ １ １ ） ． 业发达国家的大力生产应用和推广 ，成为 发展 负载具有冲击性将会导致 电压剧烈性 的波动 ； 的主流 形式 ，而且预计 Ｓ ＶＣ不仅在 工业生产 还有就是无功功率的增加将会导致 电子 电力设 作者简介 方面 ，更是在输 电和配 电领域将有更大 的应用 备以及测量 仪表的规格变大。 陈起 良 （ １ ９ ７ ７ 一） ，男 ，汉 族 ，吉林 省 白 山 市人 和 发展 。 无论 是谐 波污 染还 是无 功功 率 ，都 很大 吉林 省 林 业技 师 学 院教 师 ，讲 师 。研 究 方 向 ： 高压 直 流 电 （ ＨＶＤＣ）技 术 ，所有 国 家 程度的影响 电子 电力设备 的正常运行 ，严重 的 电子 技 术方 面教 学 。 ＨＶＤＣ 技 术 工 程 已多 达 ５ ０多 个 ，主 要 应 用 在 还 会 危 及 人 们 的 安 全 ，所 以下 面 具 有 针 对 性 探 远 距离、大容量的输 电工程 ，因其具有一 些交 讨下关于对 谐波的抑制方法 ，还有对无功功率 作者单位 流 电 所 没 有 的 特 点 ，所 以对 远 距 离 大 容 量 的 输 的 补偿 。 吉林省林业技 师学院 吉林省白 山市 １ ３ ４ ７ ０ ０ 电工程 来说 ，选 择 Ｈ ＶＤＣ技术 更合 理 ，更 经
《配电网系统背景谐波抑制方案研究》范文
《配电网系统背景谐波抑制方案研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展和广泛应用，非线性负荷在配电网中的比重逐渐增加，导致谐波问题日益严重。
谐波不仅会影响电力设备的正常运行，还会对电网的供电质量和安全性造成威胁。
因此，研究配电网系统背景下的谐波抑制方案，对于保障电网安全、稳定、经济运行具有重要意义。
二、配电网系统背景谐波产生原因及影响1. 产生原因：配电网中的谐波主要由非线性负荷产生，如整流设备、变频器、电弧炉等。
这些设备在工作过程中，会将电网的正弦波转换成含有大量谐波的波形，导致电网电压、电流发生畸变。
2. 影响：谐波会对电力设备造成损害，降低其使用寿命；影响电网的供电质量，使电能质量下降；还可能引发电力系统谐振，导致设备损坏和供电事故。
三、配电网系统背景谐波抑制方案研究针对配电网系统背景下的谐波问题，本文提出以下抑制方案：1. 优化电力设备选型和配置：在配电网规划和设计中，应优先选用低谐波污染的设备，如采用PWM整流技术的高效变频器。
此外，合理配置无功补偿装置，提高功率因数，减少谐波的产生。
2. 安装滤波装置：在配电网的关键节点安装滤波装置，如LC滤波器、有源电力滤波器（APF）等。
这些装置能够有效地滤除电网中的谐波，改善电能质量。
其中，APF能够实时检测并补偿谐波，具有更好的动态性能。
3. 改进供电方式：采用集中供电和分布式电源相结合的供电方式，可以降低电网中的谐波水平。
此外，采用多回路供电方式，将不同性质的负荷分别接入不同的回路，以减少谐波的相互影响。
4. 加强谐波监测和管理：建立完善的谐波监测系统，实时监测电网中的谐波水平。
同时，制定相应的管理措施和规定，对产生谐波的设备和用户进行管理和约束，从源头上减少谐波的产生。
5. 研发新型谐波抑制技术：积极研发新型的谐波抑制技术，如基于电力电子技术的谐波抑制技术、基于人工智能的谐波治理方法等。
这些技术能够更有效地抑制谐波，提高电网的供电质量和安全性。
电网谐波的危害及抑制技术的综述
轰蚕弘裂副m m电网谐波的危害及抑制技术的综述李少坤(广东电网揭阳普宁供电局广东普宁515341)[摘要】公用电网中的谐波(即谐波电流和谐波电压)，是对电网环境非常严重的污染这就要求电力监控设备能够及时准确地对电网谐波分量进行监测。
主要运用文献资料法，查阅人量有关资料．分析电网谐波的危害，总结了电网谐波的抑制技术，希望对电嘲谐波能进一步进行治理．[关键词]电网谐波危害抑制技术中田分类号：TM7文献标识码：A文章编号l1671--7597(2008)1120014--01一、对电用蕾破的认识供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电嘲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．这部分称为电网谐波。
谐波频率l孑基波频率的比值(n=f n／f1)称为谐波次数。
电嘲中有时也存在非整数倍次数，称为非谐波或分数谐波。
谐波实际上是一种干扰量，使电网受到污染。
[1J电力系统中存着各种各样谐波源(谐波源是指向公用电网注入谐波电流或公用电网中产生谐波电压电气设备)，特别是变流装置等设备。
高频谐波电流常常会产乍意想不到的问题：会使变压器、电缆和其它电力元件产生附加热损耗；造成控制、保护和测量系统的功能异常，通信和数据网络也因此受到谐波干扰。
应该注意，电力系统所指的谐波是稳态的工频整数倍数的波形．电嘲暂态变化诸如涌流、各种干扰或故障引起的过压、欠压均不属谐波范畴。
电网谐波分析需要采集的数据包括三相线路的电压、电流共6个量(对于每条输电线路)。
在以往的开发过程中采用M A X l97进行数据采集。
我囊}l登■明蕾蕾■日肿l锵●●■■■●压鲁醴f-懈鲁膏●嘲oi函ImIW(IrJ㈣■诜融‘O●‘Ot4们必须把电嘲中的电压总谐波畸变率及各次谐波含有率控制在有效的范围内，保证供电质量，使接入电网中用户的各种用电器免受谐波危害，保持正常工作。
限制谐波注入电网的谐波电压，防止其对发供电设备的影响．保证电网的安全经济运行。
电力系统谐波的危害和治理
电力系统谐波的危害和治理【摘要】随着电力电子装置的应用日益广泛,电网中的谐波污染也日益严重，已经引起了相关部门的关注，为了整个供电系统的供电质量，必须对谐波进行有效的检测和治理。
【关键词】电力电子技术谐波治理【正文】随着我国工业化进程的迅猛发展，电网装机容量不断加大，电网中电力电子元件的使用也越来越多，致使大量的谐波电流注入电网，造成正弦波畸变，电能质量下降，不但对电力系统的一些重要设备产生重大影响，对广大用户也产生了严重危害。
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。
一何为谐波二谐波的危害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（1）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。
谐波的危害与治（三篇）
谐波的危害与治引言随着现代科技的发展，谐波问题在各个领域中日益突出。
谐波是指在电力系统或电子设备中，在基频上产生的频率是基频的整数倍的特殊电压或电流成分。
尽管谐波本身并不造成太大的危害，但长期存在的谐波问题会导致设备的过载、故障、减寿等问题，甚至可能对人体健康产生负面影响。
因此，对谐波进行合理治理和控制是至关重要的。
本文将探讨谐波的危害以及治理范本。
一、谐波的危害1.设备故障和过载在电力系统中存在谐波电流时，会导致设备的过载和故障。
谐波电流会加大设备的电流负荷，使得设备运行在额定负荷以上，从而加速设备的老化过程，减少设备的使用寿命。
并且，谐波电流还会产生额外的热量，进一步加剧设备的过载，从而引发设备的故障。
2.能源浪费和降效谐波电流会导致能源的浪费。
谐波电流在电力系统中流动时，由于产生压降、损耗等现象，会导致能源的损失。
此外，谐波电流在设备内部的传导和流动过程中也会产生额外的功耗，进一步降低了设备的效率。
3.电网负面影响谐波电流会对电网产生负面影响。
大量的谐波电流会导致电网的电压和电流波形失真，进而影响电网的稳定运行。
在严重的情况下，甚至会导致电网的故障和瘫痪。
4.对人体健康的危害谐波电流还可能对人体健康产生负面影响。
长时间暴露在高谐波电压或电流环境中，可能导致头痛、失眠、神经衰弱等症状。
并且，据研究表明，长期暴露在谐波电流环境中，还可能增加患癌症、心脏病等疾病的风险。
二、谐波治理的范本1.谐波源控制谐波问题的治理首先要从源头入手，减少谐波电流的产生。
可以采取以下措施来控制谐波源：（1）对发电设备进行合理规划和设计，降低发电设备的谐波产生；（2）采用高质量的电力电子设备和组件，降低设备本身产生的谐波；（3）合理设计电力系统的连接和布线，降低谐波电流的传播和影响范围。
2.谐波抑制装置的应用谐波抑制装置是指一种专门用于抑制谐波现象的设备。
通过安装谐波抑制装置，可以有效地降低谐波电流的水平，减小谐波的影响。
谐波测量方法综述
电力系统谐波测量方法综述引言：20世纪70年代以来，随着电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波污染状况及危害程度呈急剧上升趋势。
由于电力电子装置所产生的谐波污染问题是阻碍电力电子技术发展的重大障碍，无法回避,且谐波污染对电力系统存在严重的危害，准确地掌握电网中的谐波成分对于电力系统的安全、经济运行具有重要的意义。
谐波测量是谐波问题中的一个重要分支，也是研究分析谐波问题的出发点和主要依据。
谐波测量的主要作用有：(1)鉴定实际电力系统及谐波源用户的谐波水平是否符合标准的规定，包括对所有谐波源用户的设备投运时的测量。
(2)电气设备调试、投运时的谐波测量，以确保设备投运后电力系统和设备的安全及经济运行。
(3)谐波故障或异常原因的测量。
(4)谐波专题测试，如谐波阻抗、谐波潮流、谐波谐振和放大等。
现有的谐波分析方法主要有快速傅立叶变换，p、q分解法以及基于瞬时无功功率理论的虚实功率合成法，小波、人工神经网络以及支持向量机等方法，本文分析了个方法的优缺点并在其基础上作了验证。
1、采用模拟带通或带阻滤波器测量谐波图1采用模拟滤波器谐波测量结构图输入信号经放大后送入一组并行联结的带通滤波器，滤波器的中心频率f1、f2、⋯、fn 是固定的，为工频的整数倍，且f1< f2<⋯<fn (其中n 是谐波的最高次数)，然后送至多路显示器显示被测量量中所含谐波成分及其幅值。
采用模拟滤波器谐波测量优点是电路结构简单，造价低。
但该方法也有许多缺点，如滤波器的中心频率对元件参数十分敏感，受外界环境影响较大，难以获得理想的幅频和相频特性，当电网频率发生波动时，不仅影响检测精度，而且检测出的谐波电流中含有较多的基波分量。
2、基于傅立叶变换的谐波测量基于傅立叶变换的谐波测量是当今应用最多也是最广泛的一种方法。
它由离散傅立叶变换过渡到快速傅立叶变换的基本原理构成。
使用此方法测量谐波，精度较高，功能较多，使用方便。
电能质量谐波监测与评估综述
电能质量谐波监测与评估综述严静邵振国（福州大学电气工程与自动化学院，福州 350108）摘要电力系统谐波是评价电能质量的重要指标之一。
随着电力电子技术的快速发展，大量非线性设备投入电网运行，使电网产生大量谐波，严重影响电力系统的安全稳定运行，因此，监测并评估谐波干扰强度极其重要。
本文首先介绍谐波监测的意义、目的、方法等，然后讨论各项谐波干扰强度的评价指标以评估公共电网谐波、用户接入谐波，最后基于谐波潮流计算，归纳电网中存在多谐波源的干扰叠加问题。
关键词：谐波；谐波监测；谐波评估；多谐波源叠加Summary of harmonic monitoring and evaluationYan Jing Shao Zhenguo(College of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108)Abstract Harmonic is one of the most important indicators for evaluating power quality. With the rapid development of power electronics technology, more and more non-linear equipment are put into operation, which affects the safe and stable operation of the power system seriously. Therefore it is extremely important to monitor and evaluate the intensity of harmonic interference. This paper first introduces harmonic monitoring, then makes some harmonic evaluation. At last, based on the calculation of harmonic power flow, this paper concludes the problems of multiple harmonic sources in the power grid.Keywords：harmonic; harmonic monitor; harmonic evaluation; multi-harmonic sources随着社会电气化水平日益提高，电网中的电能质量问题受到广泛关注。
电力系统谐波问题分析及防治措施论文
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；治理方法中图分类号：tm732 文献标识码：a文章编号：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。
浅谈电力电子装置谐波问题
浅谈电力电子装置谐波问题姚姣凤樊润洁(西安铁路职业技术学院，陕西西安710014)日商要]非线性负荷是个谐波源，它引起电网电压畸变，使电压中带有整数倍基波频率的分量。
作为最主要的谐波源的电力电子装置主要为各种交直流变流装置(整流器、逆变器、斩波器、变频器)以及双向晶闸管可控开关设备等，另外还有电力系统内部的变流设备，如直流输电的整流阀和逆变阀等．陕键词]电力电子装置；谐波；危害；治理1电力电子装置——景主要的谐波源非线I生负荷是个谐波源，它引起电网电压畸变，使电压中带有整数倍基波频率的分量。
作为最主要的谐波源的电力电子装置主要为各种交直流变流装置(整流器、逆变器、斩波器、变频器)以及双向晶闸管可控开关设备等，另外还有电力系统内部的变流设备，如直流输电的整流阀和逆变阀等。
下面对其产生的谐波隋况作一分析。
1．1整流器作为直流电源装置，整流器广泛应用于各种场合。
在整流装置中，交流电源的电流为矩形波，该矩形波为工频基波电流和为工频基波奇数倍的高次谐波电流的合成波形。
由傅氏级数求得矩形波中的高次谐波分量l n与基波分量J1之比最大为1In，随着触发控制角a的减小和换相重叠角u的增大，谐波分量有减小的趋势。
此外，现有研究结果表明：整流器的运行模式对谐波电流的大小也有直接的影响，因此在考虑调整整流电压电流时，最好要进行重叠角、换相压降以及谐波测算，以便确定安全、经济的运行方式：当控制角a接近400，重叠角u在伊左右时的情况往往是谐波最严重的状态，所以要经过计算，尽量通过正确选择调压变压器抽头，避开谐波最严重点。
12交流调压器交流调压器多用于照明调光和感应电动机调速等场合。
交流调压器产生的谐波次数与整流器基本相同。
13频率变换器频率变换器是A C／A C变换器的代表设备，当用作电动机的调速装置时，它含有随输出频率变化的边频带，由于频率连续变化，出现的谐波含量比较复杂。
14通用变频器通用变频器的输入电路通常由二极管全桥整流电路和直流侧电容器所组成，这种电路的输入电流波形随阻抗的不同相差很大。
电力系统谐波和间谐波检测方法综述
电力系统谐波和间谐波检测方法综述一、本文概述随着电力电子技术的快速发展和广泛应用，电力系统中的谐波和间谐波问题日益严重，对电力系统的安全、稳定、经济运行构成了严重威胁。
因此，研究和发展有效的谐波和间谐波检测方法，对于提高电力系统的供电质量、保护电力设备和促进节能减排具有重要意义。
本文旨在对电力系统谐波和间谐波的检测方法进行全面的综述，分析各种方法的原理、特点、适用范围以及优缺点，以期为谐波和间谐波检测技术的发展和应用提供参考。
本文首先介绍了谐波和间谐波的基本概念、产生原因及其对电力系统的影响，为后续检测方法的研究提供了理论基础。
接着，详细阐述了传统的谐波和间谐波检测方法，如傅里叶变换、小波变换等，并分析了它们的优缺点和适用范围。
然后，介绍了近年来新兴的基于的谐波和间谐波检测方法，如深度学习、神经网络等，并探讨了它们在谐波和间谐波检测领域的应用前景。
对谐波和间谐波检测技术的发展趋势进行了展望，提出了未来研究的重点和方向。
本文期望通过对谐波和间谐波检测方法的综述，为相关领域的研究人员和技术人员提供一个全面、系统的参考，促进谐波和间谐波检测技术的不断创新和发展，为电力系统的安全、稳定、经济运行提供有力保障。
二、谐波和间谐波检测方法的分类电力系统中的谐波和间谐波检测是确保电力质量、保护设备和提高能源效率的关键环节。
针对这一目标，谐波和间谐波的检测方法主要可以分为两类：基于傅里叶变换的方法和现代信号处理方法。
基于傅里叶变换的方法是最常见的谐波和间谐波检测方法。
这类方法主要包括快速傅里叶变换（FFT）和离散傅里叶变换（DFT）。
FFT 是DFT的快速算法，能够在短时间内对信号进行频谱分析，从而准确地检测出谐波和间谐波的成分。
这类方法的主要优点是计算速度快，精度高，适用于稳态和准稳态信号的谐波分析。
然而，对于非稳态信号，FFT的检测结果可能会受到频谱泄漏和栅栏效应的影响。
现代信号处理方法则提供了更多的选择，以适应复杂多变的电力系统环境。
电力电子设备谐波的危害及解决对策张宏岭
电力电子设备谐波的危害及解决对策张宏岭摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，而我国在电力网络中应用了各种新兴与先进的电子设备，构建了较为完善的电力网络系统，大大满足了人们的用电需求。
但电力网络系统中依然存在一些问题，其中最突出的就是谐波问题，对电力网络系统的稳定与安全运行造成了严重的影响。
因此，主要分析了电力电子设备出现谐波的主要因素，探讨了谐波对电力电子设备造成的危害以及谐波对电力电子设备造成的影响，并提出了解决谐波对电力电子设备造成危害的有效措施，以促进我国电力电子设备的可持续发展。
关键词：电力电子设备;谐波;危害;解决对策引言电力资源是人们生产、生活中不可或缺的重要资源，在推动工业化建设、保障社会稳定等方面做出了突出的贡献。
经过几十年来的努力建设，我国已经构建了相对比较完善的电力网络系统，各种先进、新兴电力电子设备在电力网络中的应用，为满足人们逐渐提高的用电需求奠定了良好的基础。
但是，电力网络系统之中，电力电子设备在运行的过程中也容易出现一些问题，从而影响电力网络系统的安全、稳定运行，其中一个最为突出的问题便是谐波问题。
本文主要对电力电子设备谐波的危害进行了分析，并提出了有针对性的解决对策。
1电力电子设备谐波出现的原因探讨在上个世纪的20年代，人们开始了对谐波的研究工作。
德国主要使用了静止弧变流器，促使电流波同电网电压等出现畸变。
在这以后工业技术的高度发展，在电力设备中变频技术也得到了广泛的应用，因此其出现了诸多谐波，同时在配电系统发展中变频器作为谐波出现的源头，其在锅炉、水泵、风机以及皮带机等诸多设备中有着较为广泛的应用。
变频器一般会将电网的工频电逐渐变为多频率的交流电，如此就会在一定程度上保证电流的调速功能的实现。
当前使用比较多的是交－直－交变频器，而其主要功能则是把交流电变为直流电，进而将其变为可调的三相交流电。
SPWM逆变原理指的是可以以寻找触发规律来实现，并且输出电压为一连串正负交替的脉冲，在宽度的变化下而发生变化，SPWM逆变器对电压型之流回路有着较大的影响，但是电容器的电压则可以保持恒定，在整流电路中，输入电压的瞬时值同电容器端的电压相比则比较低，整流器件则会承受一定的反压，造成其不能疏通，要求在输入电压瞬时值同电容器端高之时则电流才可以输入，在电流持续的情况中，那么就会输入侧出现谐波。
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摘要：随着电力电子技术的发展，谐波的危害已越来越严重，谐波治理问题已经迫在眉睫。
对电力电子装置谐波源进行了分析和总结，指出了其危害及相应的谐波管理原则和综合治理方法，并对谐波治理工作进行了展望。
关键词：电力电子；谐波；危害；抑制
引言
1电力电子装置——最主要的谐波源
1.1整流器
作为直流电源装置，整流器广泛应用于各种场合。
图1(a)及图1(b)分别为其单相和三相的典型电路。
在整流装置中，交流电源的电流为矩形波，该矩形波为工频基波电流和为工频基波奇数倍的高次谐波电流的合成波形。
由傅氏级数求得矩形波中的高次谐波分量In与基波分量I1之比最大为1/n，随着触发控制角α的减小和换相重叠角μ的增大，谐波分量有减小的趋势。
此外，现有研究结果表明：整流器的运行模式对谐波电流的大小也有直接的影响，因此在考虑调整整流电压电流时，最好要进行重叠角、换相压降以及谐波测算，以便确定安全、经济的运行方式；当控制角α接近40°，重叠角μ在8°左右时的情况往往是谐波最严重的状态，所以要经过计算，尽量通过正确选择调压变压器抽头，避开谐波最严重点[1]。
1.2交流调压器
交流调压器多用于照明调光和感应电动机调速等场合。
图2(a)及图2(b)分别为其单相和三相的典型电路。
交流调压器产生的谐波次数与整流器基本相同。
1.3频率变换器
频率变换器是AC/AC变换器的代表设备，当用作电动机的调速装置时，它含有随输出频率变化的边频带，由于频率连续变化，出现的谐波含量比较复杂。
1.4通用变频器
通用变频器的输入电路通常由二极管全桥整流电路和直流侧电容器所组成，如图3(a)所示，这种电路的输入电流波形随阻抗的不同相差很大。
在电源阻抗比较小的情况下，其波形为窄而高的瘦长型波形，如图3(b)实线所示；反之，当电源阻抗比较大时，其波形为矮而宽的扁平型波形，如图3(b)虚线所示。
除了上述典型变流装置会产生大量的谐波以外，家用电器也是不可忽视的谐波源。
例如电视机、电池充电器等。
虽然它们单个的容量不大,但由于数量很多,因此它们给供电系统注
入的谐波分量也不容忽视。
2谐波的危害
2）影响各种电气设备的正常工作，除了引起附加损耗外，还可使电机产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏；
4）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）会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
3谐波的管理原则
表1谐波电流极限值（IEEE519－1992规定）
Isc/IL
Hlt;11
11lt;H
lt;17
17lt;H lt;23
23lt;H lt;35H
35THD
lt;20 4.0
2.0
1.5
0.6
0.3
5.0
20－50 7.0
3.5
2.5
1.0
0.5
8.0
50－100 10.0
4.5
4.0
1.5
0.7
12.0
100－1000 12.0
5.5
5.0
2.0
1.0
15.0
1000
15.0
7.0
6.0
2.5
1.4
20.0
表2电压正弦波形畸变率限值
供电电压/kV
电压正弦波形畸变率限值/％
0.38
5
6或10
4
35
3
110
1.5
4谐波的综合治理
目前，我国电力系统对谐波的管理呈现“先污染，后治理”的被动局面，所以如何综合治理已经成为一个迫在眉睫的研究课题。
关于“综合”的内涵，有人认为用范围广泛、普遍推广来描述；也有人认为用集合的、一体化的来表述更实际；笔者认为综合治理的工作应包含以下两方面:
——加强科学化、法制化管理；
——采取有效技术措施防范和抑制谐波。
4.1加强科学化、法制化管理
主要从两个方面加强管理：
——普遍采用具有法律约束和经济约束的手段，改变先污染后治理的被动局面，即应该严格按照各类电力设备、电力电子设备的技术规范中规定的谐波含量指标，对其进行评定，如果超过国家规定的指标，不得出厂和投入电力系统使用；
——供电部门应从全局出发，全面规划，采取有力措施加强技术监督与管理，一方面审核尚待投入负荷的谐波水平，另一方面对已投运的谐波源负载，要求用户加装滤波装置。
4.2采取有效的技术措施
目前解决电力电子设备谐波污染的主要技术途径有两条：
——主动型谐波抑制方案即对电力电子装置本身进行改进,使其不产生谐波,或根据需要对其功率因数进行控制；
4.2.1主动型谐波抑制方案
主要是从变流装置本身出发，通过变流装置的结构设计和增加辅助控制策略来减少或消除谐波，目前采用的技术主要有一下几个方面。
——多脉波变流技术大功率电力电子装置常将原来6脉波的变流器设计成12脉波或24脉波变流器以减少交流侧的谐波电流含量。
理论上讲，脉波越多，对谐波的抑制效果愈好，但是脉波数越多整流变压器的结构越复杂，体积越大，变流器的控制和保护变得困难，成本增加。
——脉宽调制技术脉宽调制技术的基本思想是控制PWM输出波形的各个转换时刻，保证四分之一波形的对称性。
根据输出波形的傅立叶级数展开式，使需要消除的谐波幅值为零、基波幅值为给定量，达到消除指定谐波和控制基波幅值的目的，目前采用的PWM技术有最优
脉宽调制、改进正弦脉宽调制、Δ调制、跟踪型PWM调制和自适应PWM控制等。
力电子装置，一般除了采用主动型谐波抑制方法以外，还要辅以无源或有源滤波器加以抑制高次谐波。
4.2.2被动型谐波抑制方案
——无源滤波器(PF)无源滤波器通常采用电力电容器、电抗器和电阻器按功能要求适当组合，在系统中为谐波提供并联低阻通路，起到滤波作用。
无源滤波器的优点是投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便，因此无源滤波是目前广泛采用的抑制谐波及进行无功补偿的主要手段。
无源滤波器的缺点在于其滤波特性是由系统和滤波器的阻抗比所决定，只能消除特定的几次谐波，而对其它次谐波会产生放大作用，在特定情况下可能与系统发生谐振；谐波电流增大时滤波器负担随之加重，可能造成滤波器过载；有效材料消耗多，体积大。
APF按与系统连接方式分类,可分为串联型、并联型、混合型和串－并联型。
串联型APF可等效为一受控电压源，主要用于消除带电容滤波的二极管整流电路等电压型谐波源负载对系统的影响，以及系统侧电压谐波与电压波动对敏感负载的影响。
由于此类APF中流过的电流为非线性负载电流，因此损耗较大；此外串联APF的投切、故障后的退出等各种保护也较并联APF复杂，所以目前单独使用此类APF的案例较少，国内外的研究多集中在其与LC无源滤波器构成的混合型APF上[2]。
混合型APF就是将常规APF上承受的基波电压移去，使有源装置只承受谐波电压，从而可显著降低有源装置的容量，达到降低成本、提高效率的目的。
其中LC滤波器用来消除高次谐波，APF用来补偿低次谐波分量。
串－并联型APF又称为电能质量调节器(UPQC)[3]，它具有串、并联APF的功能，可解决配电系统发生的绝大多数电能质量问题，性价比较高。
虽然目前还处于试验阶段，但从长远的角度看，它将是一种很有发展前途的有源滤波装置。
有源滤波技术作为改善供电质量的一项关键技术,在日本、美国、德国等工业发达国家已得到了高度重视和日益广泛的应用。
但是有源滤波器还有一些需要进一步解决的问题，诸如提高补偿容量、降低成本和损耗、进一步改善补偿性能、提高装置的可靠性等。
同时APF的故障还容易引发系统故障，因此各国对此技术还保持着一定的谨慎态度[4]。
5谐波综合治理的展望
日益严重的谐波污染已引起各方面的高度重视。
随着对谐波产生的机理、谐波现象的进一步认识，将会找到更加有效的方法抑制和消除谐波，同时也有助于制定更加合理的谐波管理标准。
加大对谐波研究的投入将会大大加快对谐波问题的解决，当然谐波问题的最终解决将取决于相关技术的发展，特别是电力电子技术的发展。
随着国民经济、谐波抑制技术的进一步发展、法制的进一步完善和对高效利用能源要求的增强，谐波治理问题最终将会得到妥善的解决。
随着电子计算机和电力半导体器件的发展，有源电力滤波器的性能会越来越好，价格会越来越低。
而用于无源滤波的电容和电抗器的价格却呈增长的趋势。
因此有源电力滤波器将是今后谐波抑制装置的主要发展方向。
另外，电力电子技术中的有源功率因数校正技术也是极具生命力的。
6结语
谐波的综合治理工作势在必行。
消除电力电子装置谐波污染的工作，可称之为电力电子技术应用的“绿色工程”。
电力电子技术的发展必须和这个工程同步，这样才能为高效、低污染地利用电能开辟重要途径，促进我们国民经济的发展和用电设备的革新。
同时,电力电子技术的推广和利用才能有更为广阔的发展前景。