公用电网谐波
GB T 14549
1.6
0.8
5 谐波电流允许值
5.1 公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量(方均根值)不应超过表 2 中规定的允
许值 当公共连接点处的最小短路容量不同于基准短路容量时 表 2 中的谐波电流允许值的
换算见附录 B(补充件)
表 2 注入公共连接点的谐波电流允许值
标 基准
谐波次数及谐波电流允许值 A
当测量点附近安装有电容器组时 应在电容器组的各种运行方式下进行测量
D2 测量的谐波次数一般为第 2 到第 19 次 根据谐波源的特点或测试分析结果 可以适当 变动谐波次数测量的范围
D3 对于负荷变化快的谐波源(例如 炼钢电弧炉 晶闸管变流设备供电的轧机 电力机车 等) 测量的间隔时间不大于 2min 测量次数应满足数理统计的要求 一般不少于 30 次
准 短路
电 压 容量 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
MVA
kV
0.38 10 78 62 39 62 26 44 19 21 16 28 13 24 11 12 9.7 18 8.6 16 7.8
6 100 43 34 21 34 14 24 11 11 8.5 16 7.1 13 6.1 6.8 5.3 10 4.7 9.0 4.3
h=2
A4 谐波电流含量 Ih
∞
∑ IH = (Ih )2
h=2
A5 电压总谐波畸变率 THDu
THDu
=
UH U1
× 100(00)
A6 电流总谐波畸变率 THDi
THDi
=
IH I1
× 100(00)
(A1)
(A2)
( A3) (A4) (A5) (A6)
公用电网谐波
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谐波危害
高次谐波对电的危害有以下几方面：
1．引起电电压波形畸变
供电系统电电压波形应为正弦波，由于谐波源向电注入谐波电流，在电路阻抗上产生谐波电压降，与正弦波 电压叠加，造成电电压波形畸变，影响供电电能质量。
2．影响电力电容器正常运行
并联电容器的容抗与频率成正比。高次谐波的频率比基波大好几倍，因此并联电容器受谐波作用时，容抗大 大下降，这就使电容器对谐波电压特别敏感。在高次谐波电压作用下电容器出现严重过电流，引起温升过高。有 时甚至出现并联电流放大和串联电压谐振，烧坏设备。
相关术语
(1)公共连接点：用户接入公用电的连接处。 (2)谐波测量点：对电和用户的谐波进行测量之处。 (3)基波（分量）：对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到的频率与工频柑同的分量。 (4)谐波（分量）：对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。 (5)谐波次数（h）：谐波频率与基波频率的整数化。 (6)谐波含量（电压和电流）：从周期性交流量中减去基波分量后所得的量。 (7)谐波含有率（HR）：周期性交流量中含有的第h次谐波分量的均方根值与基波分量的均方根值之比（用百 分数表示）。 (8)总谐波畸变率（THD）：周期性交流量中的谐波含量的均方根值与基波分量的均方根值之比（用百分数表 示）。 (9)谐波源：向公用电注入谐波电流或在公用电中产生谐波电压的电气设备。
3．影响其他电气设备的正常运行
电能质量国家标准讲座3 公用电网谐波标准
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电能质量国家标准讲座（ !）
输电线和通信线的距离、 并架长度等。
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对电度计量及常用仪表指示的影响 研究证明， 感应式电度表对高次谐波有
公用电网谐波标准
! 中国电力科学研究院 林海雪
负的频率误差， 而电子式电度表的频响特性 一般较好。但由于谐波 功 率 在 谐 波 源 负 荷 （ 如整流器）中和基波功率流向相反， “ 因此 对这类用户电度计量将偏小； 反之， 对于一 般线性负荷， 电度计量大体上等于基波和谐 波电度之和。 故谐波电度增加了这些用户的 电费支出。 有关在谐波条件下正确计量的问 题， 国内外均已做了大量研究， 但尚无合理 的解决办法。
/0/
对继电保护和自动装置的影响 在谐波和负序共同作用下，电力系统中以负序滤过器为
起动元件的许多保护及自动装置会发生误动作，有的保护闭 锁装置因频繁误动作不得不解除运行。电力系统的故障录波
!
栏 目 编 辑 梁 学 造
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（ 1）
器也会误动走纸， 影响对实际故障的记录。
例如， 当 ?,B301@A 时， 则可能发生接近于 9 次谐波的谐振。 此时电容器和电网均将流过很大的 9 次谐波电流。 该次谐波叠 加在基波上就产生很高过电压， 可能导致设备损坏。
增加。随着电力电子技术的发展， 晶闸管换流和变频技术得到 广泛的应用。例如： 冶金、 化工、 矿山部门大量使用晶闸管整流 电源； 工业中大量使用变频调速装置； 电气化铁路中采用交流 单相整流供电的机车； 高压大容量直流输电中的换流站； 家用 电器（ 电视机、 电冰箱、 空凋、 电子节能灯） 等等。炼钢电弧炉的 容量不断扩大， 单台容量由过去儿吨发展到几百吨， 相应的电 炉变压器容量也由几个兆伏・安发展到几十甚至一二百兆伏・ 安。此外， 工业中广泛使用的电弧和接触焊设备、 矿热炉、 硅铁 炉、 中频炉等也均属非线性电力负荷。随着电网的发展， 电力 变压器容量和数量在不断增加，已成为电网中又一个重要非 线性负荷。
公用电网中的谐波危害及对策
电工电气 (2009 No.7)作者简介：贾红芳(1978- )，女，助教，硕士，主要从事电力系统谐波的分析与治理、电力电子技术应用的研究； 占志峰(1981- )，男，硕士，主要从事输配电技术的研究工作。
公用电网中的谐波危害及对策公用电网中的谐波危害及对策由于电网中电力电子元件的使用越来越多，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[1-2]。
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[3]，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，对改进供电质量，确保电力系统安全、经济运行都有着十分重要的意义。
1 谐波的产生就电力系统的三相交流发电机发出的电压来说，可认为其波形基本上是正弦量，即电压波形中基本上无直流和谐波分量。
在实际的供电电流中，由于非线性负荷的存摘 要：在电力系统中对谐波的抑制就是减少或消除注入系统的谐波电流，以便把谐波电压控制在限度值之内。
结合电网实际，分析了谐波的产生和危害，给出了抑制谐波电流的抑制方案，针对不同类型的谐波源，采取有力的谐波治理措施，减少由于谐波污染带来的经济损失。
关键词：电网；谐波；对策中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2009)07-0001-03贾红芳1，占志峰2(1 湛江师范学院 信息科学与技术学院，广东 湛江 524048；2 广东电网公司湛江供电局变电部，广东 湛江 524000)Harmfulness and Countermeasures of Harmonics in Public Power NetJIA Hong-fang 1, ZHAN Zhi-feng 2Abstract: In power system, to restrain harmonics is to reduce or eliminate harmonic currents into the system, so as to control har-monic voltages within value limit. Combined with power net practical situation, this paper analyzed harmonic generation and harm, restraining plan for harmonic currents given. Aiming at different kinds of harmonic sources, effective measures to control harmonics were adopted to reduce economic losses caused by harmonic pollution. Key words: power net; harmonics; countermeasure（1 School of Information Science and Technology, Zhanjiang Normal University, Zhanjiang 524048, China;2 Guangdong Power Grid Company T&D of Zhanjiang Power Supply Company, Zhanjiang 524000, China ）在，当电流流过与所加电压不是线性关系的负荷时，就形成非正弦电流，谐波就是指对周期性的非正弦量进行傅立叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各项分量，通常称为高次谐波。
公用电网谐波
220kV的 公 用 电 网可参 照 110kV执 行 。
50Hz,标 称 电压 110kV及 以下 的公 用 电网。
本标 准不适 用 于暂态 现象 和短 时 间谐 波 。
2 3
引用标 准
GB156
术语
额定 电压
3.1 3.2
公 共 连 接 点 p。 int° f∞ mm° n∞ upllng 用户 接人 公 用 电网的 连 接处 。 谐 波测 量点 harm。 nl。 measuremcnt pα nts 对 电 网和用 户 的谐 波进 行 测量 之 处 。
St-— 公共 连 接 点 的供 电设 各 容量 ,MVA; 一 相位 迭 加 系数 ,按 表 C2取 值 。 α
表 C2
/l
3
7
13
4
9)13丨 偶 次
2
1 1
12
⊥
1.8
19
附
录
D
测 量谐 波 的方 法 、 据 处 理及 测 量 仪器 数
(补 充 件 )
D1
谐 波 电压 (或 电流 )测 量应 选 择在 电 网正 常供 电时可 能 出现 的最 小 运 行 方 式 ,且 应 在 当测 量 点 附近安装 有 电容器组 时 ,应 在 电容器 组 的各 种 运 行方 式 下进 行 测 量 。 测 量 的谐 波 次数 一 般 为第 2到 第 19次 ,根 据 谐 波 源 的特 点 或测试 分 析结 果 ,可 以适 对 于负荷变化快 的谐波源 (例 如 :炼 钢 电弧 炉 、 闸管 变流设 备 供 电 的轧 机 、 晶 电力 机 车 对 于 负荷 变化慢 的谐 波 源 (例 如 :化 工 整 流 器 、 流输 电换 流 站 等 )・ 测 量 间 隔 和 持 续 直
电网谐波及其治理ppt课件.pptx
及频率变化影响、且体积庞大、易与系统发生谐振。
五、谐波如何治理？
2、有源电力滤波器
其基本原理是产生一个与负载谐波电流具有幅值相同而相位相反的补偿
电流，与负载谐波电流相抵消以达到消除谐波的目的，是一种积极的谐波消
除方式，滤波效果较好，不会引起谐振，但价格较高，对电压及容量有限制。
➢ 对旋转电机影响情况与变
压器类似，总体上，电机
损耗增大、发热等影响经
济运行和使用寿命
3、对电能计量、保护及通讯
的影响
➢ 增大电能表误差
➢ 使保护装置可靠性降低
➢ 通过感应方式与通讯线路
耦合，干扰通讯
五、谐波如何治理？
1、无源电力滤波器
利用电容器、电抗器和电阻器的适当组合而构成的滤波装置。其具有结
Is
照明（荧光灯……）
➢ 单相负载
➢ 谐波的电容阻抗
FL
三、常见谐波源有哪些？
电力机车
➢ 单整流负载
➢ 谐波为奇次谐波
➢ 谐波含量大、次数低，影响大
四、谐波有哪些危害？
1、对电容器的影响
电容器对高次谐波呈现低阻抗特性，谐波电流会更多的流过电容器，使电容器长期工作
在高负载（过载）情况，并可能引发谐振现象，影响电网安全运行。
谢谢！
➢
➢
➢
➢
➢
一、什么是谐波？
二、谐波是怎么产生的？
三、常见谐波源有哪些？
四、谐波有哪些危害？
五、谐波如何治理？
一、什么是谐波？
对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解，除了得到与电网基波频率相
同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分分量称为谐波。
公用电网谐波
式中：Ih1——谐波源 1 的第五次谐波电流，A； Ih2——谐波源 2 的第 h 次谐波电流，A； θh——谐波源 1 和谐波源 2 的第 h 次谐波电流之间的相位角。
当相位角不确定时，可按(C5)式进行计算：
·附加说明： 本标准由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会归口。 本标准由能源部电力司负责起草。能源部电力科学研究院、四川省电力工业局、华中理工大
学、湖南省电力工业局、山西电力试验研究所等参加起草。 本标准主要起草人曲涛、任元、林海雪、杜德立、陈宝喜、李平之、吕润余。
(补充件) D1 谐波电压(或电流)测量应选择在电网正常供电时可能出现的最小运行方式，且应在谐波源工 作周期中产生的谐波量大的时段内进行(例如：电弧炼钢炉应在熔化期测量)。
当测量点附近安装有电容器组时，应在电容器组的各种运行方式下进行测量。 D2 测量的谐波次数一般为第 2 到第 1 9 次，根据谐波源的特点或测试分析结果，可以适当变动 谐波次数测量的范围。 D3 对于负荷变化快的谐波源(例如：炼钢电弧炉、晶闸管变流设备供电的轧机、电力机车等)， 测量的间隔时间不大于 2 min，测量次数应满足数理统计的要求，一般不少于 30 次。
3．7 谐波含有率 harmonic ratio(HR) 周期性交流量中含有的第 H 次谐波分量的方均根值与基波分量的方均根值之比 (用百分数表
示)。 第 h 次谐波电压含有率以 HRUh 表示．第 h 次谐波电流含有率以 HRIh 表示。
3．8 总谐波畸变率 total harmonic distortion(THD) 周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比(用百分数表示)。 电压总谐波畸变率以 THDu 表示，电流总谐波畸变率以 THDi 表示。
《电能质量 公用电网谐波》
II. 为了节省原材料
III. 电弧炉用户的增多及其容量增大 可见 由于非线性用户的不断增多和容量增大 使系统谐波水平日益上升 成 为相当严重的问题 4) 谐波电流源 系统电压基本不变 谐波源负荷通过向系统取得一定的电流作功 该电流不因系统 外界条件和运行方式而改变 而谐波源固有的非线性特性决定了电流波形的畸变 其产生 的谐波电流与基波电流具有一定的比例 因此非线性负荷为谐波电流源 向系统注入一定 量的谐波电流 谐波电流源在电力系统中一般可按恒流源对待 5 谐波电压
2002 上海电能质量国际研讨会会议资料
220KV 向 110KV 电网的谐波电压传递量为 THDU=0.8% HRUh 奇次 =0.6% HRUh 偶次 =0.3%
110KV 及以下电网 取传递系数 Th 上下=0.8 则把各级电网的 THDU 和 HRUh 允许值乘以 0.8 便得到传递到下级电网的传递量 II. 各级用户在本级电网上产生的谐波电压允许值 利用叠加估计式 压 2 把本级电网的谐波电压允许值扣除上级电网传递下来的谐波电 用以计算谐波电流允许值
UN SK
KV MVA
0.38 10
6 100
10 100
35 250
66 500
110 750
II. 三类谐波电流不同的限制方案 谐波电流需要进一步限制的原因 各级电网 HRUh 允许值是分奇 偶两类直接按 THDU 允许值的 80%和 40%取值 不能 依此作为 Ih 限制的依据 因此没有受到 THDU 允许值的制约
a a a Uh = K Uh 1 + U h 2 + ..... + U hi + .....
(
)
1
a
式中
K
第7讲 公用电网间谐波标准
图上 ．谱线 的间隔为 ５ ｚ ０Ｈ 。实际上许 多负 载 （ 论 无
是 线 性 的或 是 非 线 性 的 ）是 波 动 的 ，例 如 电弧 炉 、 电 焊 机 、轧 机类 负 载就 是 快 速 变 化 的冲 击 负 载 ．其 电 气 量 （ 电压 或 电流 ．包 括 幅 值 和 相 角 ） 的 变 化 在 几 ｍ ｓ 或几 十 Ｉ ｎ ｓ内 就 能 观 察 到 。 在 这 种 情 况 下 ．对 于 工 频 ． “ 期性 ” 的前 提 已不 存 在 ．用 傅 立 叶 理 论 分 析 周
１ｎ ３
国 际相 关 标 准 对 间 谐 波 限值 的 规 定 ． 并 详 细 解 析
ＧＢ／ ４ ３ Ｔ ２ ３ ７—２ ０ 《 能 质 量 公 用 电 网 间 谐 波 》 ０９ 电 对 间谐 波 限值 的规 定 ， 间谐 波 的 测 量 和 取 值 。及 抑 制
间谐 波 的 措 施
行 傅 立 叶分 析 。得 到 ５Ｈ ｚ频 率 分辨 率 （ ｆ：
２０ ０
＝
５ ｚ Ｈ ）的频谱成分 ，也就是可以分析出 ５ 、１ Ｈｚ ０Ｈ 、
关 键 词 公 用 电 网 间 谐 波 国 家标 准 限 值
电 能 质 量
１ ｚ… … ５ ｚ ５Ｈ ５Ｈ ０Ｈ 、５ ｚ…… １０Ｈ ０ ｚ… … 的 成 分 可 以看 出 ，这 里有工 频 频 波成分 （０Ｈ ） ５ ｚ。也有 谐 波成
Ｐｗ ｒ ｕｌｙ Ｉｔ ｈｒ ｏｉ ｉ Ｐ ｂｉ Ｓｐ ｌ Ｎ ｔｏ ｏ ｅ ａｉ － ｎ ｒａｍ ｎｃ ｎ ｕ ｌ ｕｐｙ ｅ ｒ Ｑ ｔ ｅ ｃ ｗ ｋ
ｉ ｅａｌ ｎ ｄ ｔｉ．
Ｋｅ ｒ Ｐ ｂ ｉ ｕ ｐ ｙ ｎ ｔ ｒ Ｉ ｔｒ ａｍｏ ｉ ｙ ｗｏ ｄｓ ｕ ｌｃ ｓ ｐ ｌ ｅｗｏ ｋ ｎｅｈ ｒ ｎｃ
谐波的危害
1、高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变,另外相同频率的谐波电压和谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率,从而降低电网电压,增加线路损耗,浪费电网容量,2、影响供电系统的无功补偿设备,谐波注入电网时容易造成变电站高压电容过电流和过负荷,在谐波场合下,电容柜无法正常投切,更严重的请况下,电容柜会将电网谐波进一步放大;3、影响设备的稳定性,尤其是对继电保护装置,危害特大;4、谐波的存在会造成异步电动机效率下降,噪声增大；使低压开关设备产生误动作；对工业企业自动化的正常通讯造成干扰,影响电力电子计量设备的准确性;5、谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加,直接影响变压器的使用容量和使用效率；还会造成变压器噪声增加,缩短变压器的使用寿命;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、加大企业的电力运行成本由于谐波不经治理是无法自然消除的,因此大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热,从而加大了电力运行成本,增加了电费的支出;2、降低了供电的可靠性谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖,不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加,而且使绝缘材料承受的电应力增大;谐波电流能使变压器的铜耗增加,所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热,噪声增大,从而加速绝缘老化,大大缩短了变压器、电动机的使用寿命,降低供电可靠性,极有可能在生产过程中造成断电的严重后果;3、引发供电事故的发生电网中含有大量的谐波源变频或整流设备以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷,这些电气设备处于经常的变动之中,极易构成串联或并联的谐振条件;当电网参数配合不利时,在一定的频率下,形成谐波振荡,产生过电压或过电流,危及电力系统的安全运行,如不加以治理极易引发输配电事故的发生;4、导致设备无法正常工作对旋转的发电机、电动机,由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁芯中产生附加损耗,从而降低发输电及用电设备的效率,更为严重的是谐波振荡容易使汽轮发电机产生震荡力矩,可能引起机械共振,造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳循环,导致设备无法正常工作;5、引发恶性事故继电保护自动装置对于保证电网的安全运行具有十分重要的作用;但是,由于谐波的大量存在,易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动,特别在广泛应用的微机保护、综合自动化装置中表现突出,引起区域厂内电网瓦解,造成大面积停电等恶性事故;6、导致线路短路电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误差,达不到正确指示及计量计量仪表的误差主要反映在电能表上;断路器开断谐波含量较高的电流时,断路器的遮断能力将大大降低,造成电弧重燃,发生短路,甚至断路器爆炸;7、降低产品质量由于谐振波的长期存在,电机等设备运行增大了振动,使生产误差加大,降低产品的加工精度,降低产品质量;8、影响通讯系统的正常工作当输电线路与通讯线路平行或相距较近时,由于两者之间存在静电感应和电磁感应,形成电场耦合和磁场耦合,谐波分量将在通讯系统内产生声频干扰,从而降低信号的传输质量,破坏信号的正常传输,不仅影响通话的清晰度,严重时将威胁通讯设备及人身安全;谐波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;重者导致住处丢失,使通信系统无法正常工作;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;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;一般来说,电压每升高1 0%,电容器的寿命就要缩短1/2左右;再者,在谐波严重的情况下,还会使电容器鼓肚、击穿或爆炸;对电力变压器的危害谐波使变压器的铜耗增大,其中包括电阻损耗、导体中的涡流损耗与导体外部因漏磁通引起的杂散损耗都要增加;谐波还使变压器的铁耗增大,这主要表现在铁心中的磁滞损耗增加,谐波使电压的波形变得越差,则磁滞损耗越大;同时由于以上两方面的损耗增加,因此要减少变压器的实际使用容量,或者说在选择变压器额定容量时需要考虑留出电网中的谐波含量;除此之外,谐波还导致变压器噪声增大,变压器的振动噪声主要是由于铁心的磁致伸缩引起的,随着谐波次数的增加,振动频率在1KHZ左右的成分使混杂噪声增加,有时还发出金属声;由于谐波次数高频率上升,再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显,从而导致导体的交流电阻增大,使得电缆的允许通过电流减小;另外,电缆的电阻、系统母线侧及线路感抗与系统串联,提高功率因数用的电容器及线路的容抗与系统并联,在一定数值的电感与电容下可能发生谐振;对用电设备的危害对电动机的危害谐波对异步电动机的影响,主要是增加电动机的附加损耗,降低效率,严重时使电动机过热;尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场,形成与电动机旋转方向相反的转矩,起制动作用,从而减少电动机的出力;另外电动机中的谐波电流,当频率接近某零件的固有频率时还会使电动机产生机械振动,发出很大的噪声;对低压开关设备的危害对于配电用断路器来说,全电磁型的断路器易受谐波电流的影响使铁耗增大而发热,同时由于对电磁铁的影响与涡流影响使脱扣困难,且谐波次数越高影响越大；热磁型的断路器,由于导体的集肤次应与铁耗增加而引起发热,使得额定电流降低与脱扣电流降低；电子型的断路器,谐波也要使其额定电流降低,尤其是检测峰值的电子断路器,额定电流降低得更多;由此可知,上述三种配电断路器都可能因谐波产生误动作;对于漏电断路器来说,由于谐波汇漏电流的作用,可能使断路器异常发热,出现误动作或不动作;对于电磁接角器来说,谐波电流使磁体部件温升增大,影响接点,线圈温度升高使额定电流降低;对于热继电器来说,因受谐波电流的影响也要使额定电流降低;在工作中它们都有可能造成误动作;对弱电系统设备的干扰对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱电设备,电力系统中的谐波通过电磁感应、静电感应与传导方式耦合到这些系统中,产生干扰;其中电感应与静电感应的耦合强度与干扰频率成正比,传导则通过公共接地耦合,有大量不平衡电流流入接地极,从而干扰弱电系统;影响电力测量的准确性目前采用的电力测量仪表中有磁电型和感应型,它们受谐波的影响较大;特别是电能表多采用感应型,当谐波较大时将产生计量混乱,测量不准确;谐波对人体有影响从人体生理学来说,人体细胞在受到刺激兴奋时,会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转,其频率如果与谐波频率相接近,电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场;谐波的产生总而言之,电网谐波来自于3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；三是用电设备产生的谐波;其中用电设备产生的谐波最多;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一些原因,发电源多少也会产生一些谐波,但一般来说很少;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,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;它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关;铁心的饱和程度越高,变压器工作点偏离线性越远,谐波电流也就越大,其中3次谐波电流可达额定电流的%;在用电设备中,下面一些设备都能产生谐波;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;我们知道,晶闸管整流装置采用移相控制,从电网吸收的是缺角的正弦波,从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波,从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波,显然在留下部分中含有大量的谐波;如果整流装置为单相整流电路,在接感性负载时则含有奇次谐波电流,其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压,其谐波含量随电容值的增大而增大;如果整流装置为三相全控桥6脉整流器,变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器,也还有11次及以上奇次谐波电流;经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%,这是最大的谐波源;变频装置;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,谐波成份很复杂,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,对电网造成的谐波也越来越多;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;其中主要是27次的谐波,平均可达基波的8%20%,最大可达45%;气体放电类电光源;荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源;分析与测量这类电光源的伏安特性,可知其非线性十分严重,有的还含有负的伏安特性,它们会给电网造成奇次谐波电流;家用电器;电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等,因具有调压整流装置,会产生较深的奇次谐波;在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中,因不平衡电流的变化也能使波形改变;这些家用电器虽然功率较小,但数量巨大,也是谐波的主要来源之一;。
浅谈电网谐波
浅谈电网谐波谐波非线性负荷基准短路容量1引言在电力电子技术快速发展的今天，用电负荷日益增加种类各异，尤其是采用变频器驱动的电动机系统因具有流程控制方便，节能效果明显，维护简单，网络化等优点，而被越来越多的应用。
无论是哪种变频器，在变频过程中都会使它的输入、输出端产生高次谐波，输入端的谐波会通过输入电源线对公用电网产生影响，输出端的谐波对电动机等负载产生很大负面影响，由此电网在稳态运行下产生越来越多谐波。
谐波都来自何处、都有何影响、怎样检测、怎样抑制等成为我们今天关注的问题。
2谐波源谐波产生来自各种谐波源，所谓“谐波源”通常是指各种特定的用电设备，即非线性用电设备或非线性电力负荷。
其中电网中电力电子设备占主要成份，大量的变压器群、铁芯电抗器、电弧炉、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、家用电器和电子设备都是谐波源，这些非线性负载将导致电网污染，电力品质下降，引起供用电设备故障, 严重时甚至引发火灾事故等。
3谐波危害当电力电子装备容量达到所接电网短路容量的0.3至0.5倍以上时，或电网参数引起较低谐波次数的谐波谐振时，可能在某一范围内易引起“谐波不稳定”。
5、7次谐波含量占总谐波量比重较大，其中5次谐波含量占谐波总含量的45％，有甚高达80％。
谐波危害主要表现在以下几方面：(1)高次谐波电流在电机变压器上的集肤效应严重时容易引起局部高温造成绝缘损坏，谐波含量较低时增加变压器铜损比例。
(2)由于谐波电流和基波磁场的相互作用产生不良的机械振动，加速轴和轴承疲劳缩短寿命，也会增大变压器噪声。
(3)对于承受较大谐波的电动机谐波轴电压容易击穿轴承润滑油膜，造成放电损坏轴承。
(4)电网中的大量3次谐波造成电力电容器很快“鼓肚”和“放炮”而退出运行，3次谐波流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。
(5)在一定条件下，电力电子设备工作时产生的瞬间尖刺电压是影响电力电缆局部放电和寿命的重要原因，造成电缆绝缘故障击穿而损坏。
北京电力公司电网谐波管理办法
北京电力公司电网谐波管理办法北京电力公司电能质量-公用电网谐波工作管理办法（试行）第一章总则第一条为了加强北京电力公司电能质量-公用电网谐波管理工作，保证公用电网的安全经济运行，依法维护用电秩序，保障广大用户的合法权益，特制定本办法。
第二条本办法制定依据：《中华人民共和国电力法》《供电营业规则》《用电检查管理办法》《电能质量公用电网谐波》（GB/T14549-93）《电能质量电压波动和闪变》（GB12326－2000）《电能质量三相电压允许不平衡度》（GB/T15543－95）《低压电气及电子设备发出的谐波电流限值》（GB17625.1-1998）《北京市工业整流设备谐波限制标准》（DB11/078-1997）第三条本办法所涉及的电能质量指标主要是：谐波、电压波动与闪变、三相不平衡度第四条北京电力公司电能质量-公网谐波管理实行职能机构全过程归口管理和分级负责制度。
执行谐波管理工作目标责任制和考核制度。
第五条本办法适用于北京电力公司系统所管辖的单位。
系统外的单位在承包或参与公司系统项目建设和提供技术服务时也应遵照本办法。
第二章机构和职责第六条北京电力公司科技信息部是公司谐波管理工作的职能归口管理机构，在公司谐波领导小组（公司科技领导小组代行职责）的领导下负责全公司的谐波管理工作。
公司所属各单位应根据谐波管理工作的任务和需要，设置谐波管理机构，设立谐波管理专责领导和谐波管理专责人，以加强谐波管理专业队伍建设。
第七条北京电力公司科技信息部谐波管理工作的主要职责是：1、贯彻执行国家及地方电能质量的法律、法规和方针、政策、标准，依据上级规章制度、规划和计划，组织制定和实施公司的电能质量-公网谐波管理工作的方针、政策。
2、负责公司电能质量-公网谐波管理工作的规章、规划和计划的制定工作。
3、负责公司系统谐波管理工作的监督和考核。
4、负责组织公司所属单位电网谐波测试的管理及测试数据的通报和上报工作。
5、负责组织对谐波源用户管理工作。
电能质量-公用电网谐波
电能质量-公用电网谐波中华人民共和国标准电能质量公用电网谐波GB/T 14549—93Quality of electric energy supplyHarmonics in public supply network1、主题内容与适用范围本标准规定了公用电网谐波的允许值及其测试方法。
本标准适用于交流额定频率为50H Z，标称电压110kV及以下的公用电网。
标称电压为220kV的公用电网可参照110kV执行。
本标准不适用于暂态现象和短时间谐波。
2、引用标准GB 156 额定电压3、术语3.1公共连接点point of common coupling用户接入公用电网的连接处3.2谐波测量点harmonic measurement points对电网和用户的谐波进行测量之处。
3.3基波（分量）fundamental (component)对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到的频率与工频相同的分量。
3.4谐波（分量）harmonic (component)对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。
3.5谐波次数（h）harmonic order(h)谐波频率与基波频率的整数比。
3.6谐波含量（电压或电流）harmonic content (for voltage or current)从周期性交流量中减去基波分量后所得的量。
3.7谐波含有率harmonic retio (HR)周期性交流量中含有第h次谐波分量的方均根值与基波分量的方均根值之比（用百分数表示）第h次谐波电压含有率以HRU h表示，第h次谐波电流含有率以HRI h表示。
3.8总谐波畸变率total harmonic distortion (THD)周期性交流量中谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比（用百分数表示）电压总谐波畸变率以THD u表示，电流总谐波畸变率以THD i表示。
3.9谐波源harmonic source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。
公用电网谐波限值
公用电网谐波限值
为限制谐波电压和谐波电流对用电设备和电网本身造成的危害，世界许多国家都发布了限制电网谐波的国家标准，或由权威机构制定限制谐波的规定。
基本原则是限制谐波源向电网注入谐波电流，把电网谐波电压控制在允许范围内，使电气设备和用电设备免受谐波干扰。
我国原水电部于1984年制定并发布了SD126-1984《电力系统谐波管理暂行规定》，国家技术监督局于1993年又发布了中华人民共和国国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》。
根据不同电压等级的公用电网规定了相应的允许电压谐波畸变率限值（见表2-8），及全部用户向公用电网公共连接点允许注入的谐波电流分量（方均根植）限值（见表2-9）。
1。
谐波危害及抑制谐波的方法
谐波危害及抑制谐波的方法论文随着电网容量迅速增长，电网运行电压也不断提高，电网中谐波问题日益严重，谐波电流注入公用电网，必然污染公用电网，使公用电网电源的波形畸变。
受谐波电流污染的公用电源，轻者干扰设备正常运行，影响人们的正常生活，重者致使工业上的大型生产线、系统运行瘫痪，会造成严重经济损失。
标签：电网谐波危害抑制随着工业、农业和人民生活水平的不断提高，除了需要电能成倍增长，对供电质量及供电可靠性的要求也越来越多，电力質量受到人们的日益重视。
由于用电负载大都是非线性负载，都是谐波源，如将这些谐波电流注入公用电网，必然污染公用电网，使公用电网电源的波形畸变，增加谐波成份。
近几年，传感技术、光纤、微电子技术、计算机技术及信息技术日臻成熟。
集成度愈来愈高，微电子器件工作电压变得更低，耐压水平也相对更低，更易受外界电磁场干扰而导致控制单元损坏或失灵。
因此，受谐波电流污染的公用电源，轻者干扰设备正常运行，影响人们的正常生活，重者致使工业上的大型生产线、系统运行瘫痪，会造成严重经济损失。
一、电网谐波的产生1、电源本身谐波由于发电机制造工艺的问题，致使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，即所产生的电流稍偏离正弦电流。
当几个电源并网时，总电源的电流也将偏离正弦波。
2、非线性负载谐波产生的另一个原因是由于非线性负载。
当电流流经线性负载时，负载上电流与施加电压呈线性关系，而电流流经非线性负载时，则负载上电流为非正弦电波，即产生了谐波。
主要非线性负载装置包括开关电源的高次谐波、变压器空载合闸涌流产生谐波、单相电容器组开断时的瞬态过电压干扰、电压互感器铁磁谐振过电压、整流器和逆变器产生的谐波电压和电流以及电弧炉运行引起电压波动。
二、谐波的危害1、污染公用电网如公用电网的谐波特别严重，则不但使接入该电网的设备无法正常工作，甚至会造成故障，而且还会造成向公用电网的中性线注入更多电流，造成超载、发热，影响电力正常输送。
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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电能质量 公用电网谐波（GB/T 14549-1993）
中华人民共和国国家标准
电能质量
公用电网谐波GB/T 14549-1993
Quality of electric energy supply
harmonics in public supply network
1主题内容与适用范围
本标准规定了公用电网谐波的允许值及其测试方法。
本标准适用于交流额定频率为50Ｈz，标称电压110ＫＶ及以下的公用电网。
标称电压为220ＫＶ的公用电网可参照110ＫＶ执行。
本标准不适用于暂态现象和短时间谐波。
2引用标准
GB 156 额定电压
3术语
3.1 公共连接点 Point of common coupling
用户接入公用电网的连接处。
3.2 谐波测量点 harmonic measurement points
对电网和用户的谐波进行测量之处。
3.3 基波（分量） fundamental(component)
对周期性交流量进行付立叶级数分解，得到频率与工频相同的分量。
3.4 谐波（分量）harmonic(component)
对周期性交流量进行付立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。
3.5 谐波次数（h）hrmonic order(h)
谐波频率与基波频率的整数比。
3.6 谐波含量（电压或电流） harmonic content (for voltage or current)
从周期性交流量中减去基波分量后所得的量。
3.7 谐波含有率harmonic ratio(HR)
周期性交流量中含有的第h次谐波分量的方均根值与基波分量的方均根值之比（用百分数表示）。
第h次谐波电压含有率以HRUh表示，第h次谐波电流含有率以HRIh表示。
3.8 总谐波畸变率 total harmonic distortion (THD)
周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比（用百 分数表示）。
电压总谐波畸变率以THDu表示，电流总谐波畸变率以THDi表示。
3.9 谐波源 harmonic source
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。
3.10 短时间谐波 short duration harmonics
冲击持续的时间不超过2s，且两次冲击之间不小于30s 的电流所含有折谐波及其引起的谐波电压。
注：谐波术语的数字表达式见附录A （补充件）。
4谐波电压限值
公用电网谐波电压（相电压）限值见表1。
表1
各次谐波电压含有率，％
电网标称电压ＫＶ 电压总谐波畸变率％
奇次 偶次
0.38 5.0 4.0 2.0 6
10
4.0 3.2 1.6 35
66 3.0 2.4 1.2 110 2.0 1.6 0.8 5谐波电流允许值
5.1 公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量（方均根值）不应超过表2中规定的允许值。
当公共连接点处的最小短路容量不同于基准短路容量时，表2中的谐波电流允许值的换算见附录Ｂ（补充件）。
表2
注入公共连接点的谐波电流允许值
谐波次数及谐波电流允许值,A 标准
电压
KV 基准 短路 容量MVA 2 3 4
5 6 7 8 91011121314151617181920 21 22 23 24 250.38 10 78 62 3962 26 44 19 211628132411129.7188.6167.8 8.9 7.1 14 6.5 126 100 43 34 2134 14 24 11 118.5167.1136.16.85.3104.79.04.3 4.9 3.9 7.4 3.6 6.810 100 26 20 1320 8.5 15 6.4 6.85.19.34.37.93.74.13.26.02.85.42.6 2.9 2.3 4.5 2.1 4.135 250 15 12 7.712 5.1 8.8 3.8 4.13.15.62.64.72.22.51.93.61.73.21.5 1.8 1.4 2.7 1.3 2.566 500 16 13 8.113 5.4 9.3 4.1 4.33.35.92.75.02.62.62.03.81.83.41.6 1.9 1.5 2.8 1.4 2.6110 750 12 9.6 6.09.6 4.0 6.8 3.0 3.22.44.32.03.71.91.91.52.81.32.51.2 1.4 1.1 2.1 1.0 1.9
注：220ＫＶ基准短路容量取2000MVA 。
5.2 同一公共连接点的每个用户向电网注入的谐波电流允许值按此用户在该点的协议容量与其公共连接点的供电设备容量之比进行分配。
分配的计算方法见附录C （补充件）。
6 测量
测量谐波的方法，数据处理及测量仪器的规定见附录D （补充件）。
附加说明：
本标准由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会归口。
本标准由能源部电力公司负责起草。
能源部电力科学研究院、四川省电力工业局、华中理
工大学、山西省电力试验研究所、湖南省电力工业局等参加。
本标准主要起草人：曲涛、任元、林海雪、杜德文、陈宝嘉、吕润余、李平之。