供电系统中的主要谐波源
电网中主要谐波源及其治理措施
电网中主要谐波源及其治理措施【摘要】大功率传动装置所产生的谐波对电网的危害很大，是电网谐波的一个主要来源。
尤其是大功率的变频调速系统，谐波问题越来越突出，电能质量下降，给各种用电设备和仪表带来了很大的危害，必须抑制这些谐波，所以谐波的检测显得越来越重要。
国内外对此进行了很长时间的研究，通过学者的不懈努力，也取得了丰硕的成果。
【关键词】电网；谐波；治理一、交流传动所产生的谐波问题大功率传动装置所产生的谐波对电网的危害很大，尤其是大功率的变频调速系统，谐波问题越来越突出，电能质量下降，给各种用电设备和仪表带来了很大的危害。
我们希望交流传动变换器输出只含基波的正弦波，但实际应用的逆变器总含有谐波，这些畸变的电流和电压可能造成很多危害，如会让工业生产被干扰中断，受此影响，装配线可能经常停工，产生大量废品，造成很大的经济损失。
虽然控制装置的调制控制方法能够在产生所需的基波的同时，应尽可能的优化其他的高次谐波。
但是谐波不可避免的产生，这就要求对这些谐波进行监测、分析后，确定治理方案。
达到最大程度的消除特定谐波或最小化总谐波（TDH）畸变率，进而使由谐波产生的电力电子设备的功率损耗达到最小。
另外变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。
变频器的逆变电路多采用PWM 技术要用到IGBT 大功率管。
当控制电路根据需要给出相应的频率和幅值的开关脉冲，IGBT 大功率管工作时，其输出的电压和电流波形中带有与开关频率相应的高次谐波群。
我们知道高载波频率和场控开关器件高速切换的dv/d t 可达1kv/Ls 以上所以引起的辐射干扰问题是相当突出。
当然，变频调速电路除了通过辐射向外部发射产生干扰外，也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入电源电路形成传导形干扰。
经查证资料，交流传动所产生的谐波基本上是5次，7次，9次和13次谐波，其他次数的谐波比较少。
二、谐波的一些治理措施采取一些措施来消除这些对各种电子设备和电网造成很大危害的谐波，下面简单介绍一下消除谐波的方法和措施。
电力系统中谐波源
谐波源总而言之，谐波的产生，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。
1发电源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。
2输配电系统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0。
5%。
3用电设备3。
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。
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.3。
2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。
3。
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.其中主要是2 —7次的谐波,平均可达基波的8% -20%，最大可达45％。
铁路供电系统谐波治理考核试卷
6.总谐波电压畸变率、总谐波电流畸变率
7.安装滤波器、优化电力设备控制策略、提高供电系统短路容量
8.谐波源的特性、系统的短路容量、滤波器安装位置
9.谐波源的多样性、系统运行状态、滤波器性能
10.初始投资、运行维护成本
四、判断题
1. ×
2. √
3. ×
A.系统的阻抗特性
B.谐波电流的流向
C.系统的电压等级
D.滤波器的容量
10.以下哪些条件会影响铁路供电系统谐波治理的效果？（）
A.谐波源的多样性
B.系统的运行状态
C.滤波器的性能
D.环境的电磁干扰水平
11.铁路供电系统中，谐波治理的挑战主要包括：（）
A.谐波源的不确定性
B.滤波器设计的复杂性
C.治理成本的控制
D.优化滤波器的设计参数
18.以下哪些情况可能导致铁路供电系统谐波问题的加剧？（）
A.大量非线性负载的接入
B.供电系统的容量不足
C.线路长度过长
D.环境温度的波动
19.铁路供电系统谐波治理中，以下哪些技术可以用于实时监测和评估？（）
A.远程监控系统
B.分布式测量系统
C.在线监测技术
D.数据处理与分析技术
14.在铁路供电系统谐波治理中，以下哪种措施可以提高滤波器的效果？（）
A.增加滤波器的容量
B.减小滤波器的容量
C.优化滤波器的参数
D.增加滤波器的数量
15.以下哪个因素会影响铁路供电系统谐波滤波器的设计？（）
A.供电系统的电压等级
B.谐波源的类型
C.系统的短路容量
D.以上都对
16.以下哪个设备在铁路供电系统中主要用来检测谐波？（）
电力系统谐波源的种类及其特性
电力系统谐波源的种类及其特性电力系统中的谐波源是指在电网中引起电压或电流谐波的设备或负载。
谐波源的种类较多，主要包括非线性负载、谐波发生器和电弧设备等。
下面将分别介绍谐波源的种类及其特性。
1.非线性负载：非线性负载是电力系统中最主要的谐波源之一、这些负载包括电子设备、电力电子装置、变频器、整流器、照明装置等，其特点是由于非线性元件导致负载电流不是正弦波形，因而引起谐波。
非线性负载的特性包括：-非线性负载会引起电流谐波，并导致电网中电压谐波；-谐波电流的含有量与非线性负载的电流特性有关，比如电流大小、频率、波形等；-谐波源的阻抗会影响电网谐波的传播特性。
2.谐波发生器：谐波发生器是一种能够产生特定谐波频率的装置。
谐波发生器通常用于实验室研究或特定的工业应用中，其特点包括：-可以产生特定频率、幅值和相位的谐波；-通常采用精确的电子元器件来实现特定的谐波频率；-对于实验室研究，谐波发生器可以用于模拟电力系统中各种谐波的情况，以便研究各种谐波对电网的影响。
3.电弧设备：电弧设备是一类常见的谐波源，包括电弧炉、电焊机、电弧炉变压器等。
电弧设备的特点包括：-电弧设备运行时，产生高强度电弧，导致电流非线性特性导致谐波产生；-电弧设备的启动和停止会引起谐波的瞬变；-电弧设备通常具有较低的功率因数，并且由于非线性特性，会引起电网电压谐波。
除了上述谐波源外，还有其他一些不常见的谐波源，如直流传输线的换流设备、电力电子装置的不稳定性等也可能引起谐波。
不同的谐波源具有不同的特性和作用，对电力系统的谐波传播和影响也有一定的区别。
总之，电力系统中的谐波源种类繁多，包括非线性负载、谐波发生器和电弧设备等。
了解不同谐波源的特性，对于分析和解决电网中的谐波问题具有重要的意义。
电力系统谐波基本原理
电力系统谐波基本原理一、谐波定义谐波是指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，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经非线性负载时，负载不能吸收全部的基波能量，剩余的部分就会以高次谐波的形式释放出来。
二、谐波产生电力系统中的谐波主要来源于两方面：一方面是由于发电机和变压器等元件的非线性特性；另一方面是由于电力电子设备、整流器、逆变器等的大量应用。
这些设备在正常工作时会产生大量的谐波电流，注入到电力系统中，对电力系统造成影响。
三、谐波频率谐波的频率是基波频率的整数倍。
对于50Hz的基波频率，其产生的谐波主要为50Hz、100Hz、150Hz等。
对于400Hz的基波频率，其产生的谐波主要为400Hz、800Hz、1200Hz等。
四、谐波影响谐波对电力系统的影响是多方面的，主要表现在以下几个方面：1. 增加电力损耗：由于谐波的存在，会导致线损增加，特别是在高次谐波的场合下，线损会更加明显。
2. 影响设备正常运行：谐波会导致变压器、电动机等设备的效率降低，甚至引发设备故障。
3. 干扰通信系统：高次谐波会对通信线路产生干扰，影响通信质量。
4. 引发继电保护误动作：谐波会导致继电保护装置误动作，从而引发停电事故。
5. 影响电子设备：对于电子设备来说，谐波会影响其正常工作，导致设备性能下降。
五、谐波抑制为了减小谐波对电力系统的影响，需要采取相应的措施来抑制谐波的产生和传播。
常用的抑制谐波的方法包括：1. 改善供电系统设计：采用合适的变压器连接方式和合理的供电布局，降低系统中各元件的谐波产生量。
2. 增加无功补偿装置：通过在系统中增加无功补偿装置，可以提高系统的功率因数，减小谐波电流。
3. 采用滤波器：滤波器是抑制谐波的重要手段之一，可以通过滤波器将特定频率的谐波进行过滤。
4. 使用有源滤波器：有源滤波器能够主动产生与谐波大小相等、方向相反的电流，对系统中的谐波进行补偿，达到消除谐波的目的。
电网系统中谐波的产生及其治理
电网系统中谐波的产生及其治理摘要：随着电力电子技术的广泛应用与发展，用户向公用电网注入谐波电流的电气设备或在公用电网中产生谐波电压的电气设备，统称谐波源。
常见谐波源主要有电弧炉；换流设备；变压器；开关电源设备；低压小容量家用电器以及电力拖动设备等各种非线性用电设备，接入电网后均向电网大量注入谐波电流，这些都是谐波源。
影响电网电压波形质量的主要矛盾是非线性用电设备，也就是说非线性用电设备是主要的谐波源，从而引起电网的谐波“污染”。
关键词：谐波的产生谐波的危害抑制谐波的方法电网中的谐波对与之并联的其他用电设备造成不良影响。
例如引起电动机转矩降低，增加震动噪声，增加消耗；使继电保护装置产生误动作；使电网功率因数补偿电容过流发热；造成计算机及精密电子仪器运行不正常，诸如此类的不良影响被人们称为电力公害，如不认真对待并采取相应措施，将影响电力电子技术的进一步的发展。
1谐波的产生1.1电弧加热设备如电弧炉、电焊机等。
电弧加热设备是由于电弧在70伏以上才会起弧，才会有弧电流，并且灭弧电压略低于起弧电压，造成弧电流与弧电压的非线性。
此外，弧电流的波形还有一定的非对称性。
正是由于弧电流是非正弦波，电弧炉的冶炼过程分为两个阶段，及熔化期和精炼期。
在溶化期，炉内大部分填料未能全部熔化，电弧阻抗不稳定。
有时因电极插入熔化金属中而在电极间形成金属性短路，电极端部反复短路，电流发生不规则的变化由此产生谐波电流。
虽然谐波的成分非常复杂，但是由于三相负载不对称所以3次谐波为主且含量很大，但由于其工作的间断性产生的谐波多为间谐波，特点是持续时间短，频谱杂乱。
造成电弧加热设备对电网的谐波污染比较大，而且多为18次以下的低次谐波污染。
在精炼期内，电弧炉的电流稳定，且不超过额定值，谐波含量不大，以3次谐波及5次谐波为主。
其实电焊机的广泛应用，电焊机应用的同时率就更小了，对整个电网的影响比较小，但局部低压电网的电压和电流变化很大，有较大的谐波1.2交流整流的直流用电设备如电解、电力机车、充电装置、电镀等。
电力系统中谐波分析与治理
电力系统中谐波分析与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，谐波问题却成为了影响电力系统性能的一个重要因素。
谐波的存在不仅会降低电能质量，还可能对电力设备造成损害，增加能耗，甚至影响整个电力系统的安全稳定运行。
因此，对电力系统中的谐波进行深入分析，并采取有效的治理措施，具有极其重要的意义。
一、谐波的产生谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。
在电力系统中，谐波的产生主要源于以下几个方面：1、非线性负载电力系统中的许多负载，如电力电子设备（如变频器、整流器、逆变器等）、电弧炉、荧光灯等，其电流与电压之间不是线性关系，从而导致电流发生畸变，产生谐波。
2、电力变压器变压器的铁芯饱和特性会导致磁化电流出现尖顶波形，进而产生谐波。
3、发电机由于发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称，以及铁芯的不均匀等因素，也会产生少量的谐波。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害是多方面的，主要包括以下几点：1、增加电能损耗谐波电流在电力线路中流动时，会增加线路的电阻损耗和涡流损耗，导致电能的浪费。
2、影响电力设备的正常运行谐波会使电机产生额外的转矩脉动和发热，降低电机的效率和使用寿命；对电容器来说，谐波可能导致其过电流和过电压，甚至损坏；对于变压器，谐波会增加铁芯损耗和绕组的发热。
3、干扰通信系统谐波会产生电磁干扰，影响通信设备的正常工作，导致信号失真、误码率增加等问题。
4、降低电能质量谐波会使电压和电流波形发生畸变，导致电压波动、闪变等问题，影响供电的可靠性和稳定性。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波，首先需要对其进行准确的分析和测量。
常见的谐波分析方法主要有以下几种：1、傅里叶变换这是谐波分析中最常用的方法之一。
通过对周期性信号进行傅里叶级数展开，可以得到各次谐波的幅值和相位。
2、快速傅里叶变换（FFT）FFT 是一种快速计算傅里叶变换的算法，大大提高了计算效率，适用于对大量数据的实时分析。
铁路供电系统谐波治理与优化考核试卷
C.逐步更换老旧设备
D.提高操作人员的技能
18.在铁路供电系统谐波治理中，以下哪些技术属于主动治理方法？（）
A.使用有源滤波器
B.优化电力电子设备的控制策略
C.采用动态无功补偿
D.所有以上技术
19.以下哪些因素会影响铁路供电系统谐波治理的滤波效果？（）
A.滤波器类型
B.滤波器参数的匹配
标准答案
一、单项选择题
1. A
2. C
3. D
4. D
5. D
6. D
7. C
8. C
9. B
10. D
11. C
12. B
13. A
14. D
15. B
16. D
17. C
18. A
19. B
20. D
二、多选题
1. ABD
2. AB
3. ABC
4. BC
5. AB
6. ABC
7. ABCD
8. ABC
铁路供电系统谐波治理与优化考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.铁路供电系统中的谐波主要来源于：（）
A.电力电子设备
3.影响包括：通信信号干扰、设备误动作等。措施：使用屏蔽电缆、合理布线、光纤通信等。
4.滤波器设计与选型考虑因素：谐波源特性、系统短路容量、负载功率因数、环境温度等。设计时需结合实际情况，选择合适的滤波器类型和参数，以达到良好的滤波效果。
A.安装无源滤波器
电力谐波
电力系统中谐波的产生、危害及综合治理1 引言电力系统中的电力电子装置所产生的谐波污染已成为了阻碍电力电子技术发展的重大障碍。
谐波是十分有害的，因此必须对谐波问题进行深人研究，对其进行有效的治理。
2 谐波的主要来源在电力电子装置大量应用之前，最主要的谐波源是电力变压器的励磁电流，其次是发电机，但在电力电子装置大量应用之后，电力电子装置成为了最主要谐波源。
谐波主要由谐波电流源产生。
当正弦基波电压施加于非线性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形不同，电流波形因而发生了畸变，由于负荷与电网相连，谐波电流注人到电网中，这些设备就成了电力系统的谐波源。
电力系统中的主要谐波源可分为两大类:(1)含半导体的非线性元件，如各种整流设备、变流器、交直流换流设备、PWM变频器等节能和控制用的电力电子设备;(2)含电弧和铁磁等非线性设备的谐波源，如日光灯、交流电弧炉、变压器及铁磁谐振设备等。
3 谐波的危害理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值，谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，也对周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。
在电力电子设备广泛应用前，因谐波污染还不严重，没有引起足够的重视。
近年来，各种电力电子装置的迅速普及使得公用电网的谐波污染日趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。
3. 1 谐波对电网的影响谐波电流在电网中的流动会在线路上产生有功功率损耗，它是电网线路损耗的一部分。
一般来说，谐波电流与基波电流相比所占比例不大，但谐波频率高，导线的集肤效应使谐波电阻比基波电阻增加得大，因此谐波引起的附加线路损耗也增大。
谐波源发出的谐波有功功率给接在电网上的其他用电设备带来危害，并增加功率损耗。
对于采用电缆的输电系统，谐波除了引起附加损耗外.还可能使电压波形出现尖峰，从而加速电缆绝缘的老化，引起浸渍绝缘的局部放电，也使介质损耗增加和温升增高，缩短了电缆的使用寿命。
电力系统的谐波产生的原因
电力系统的谐波产生的原因电网谐波来自于3个方面:一就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与其她一些原因,发电源多少也会产生一些谐波,但一般来说很少。
二就是输配电系统产生谐波:输配电系统中主要就是电力变压器产生谐波,由于变压器铁心的饱与,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与段上,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、铁心的饱与程度有关。
铁心的饱与程度越高,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0、5%。
三就是用电设备产生的谐波: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,从电网吸收的就是缺角的正弦波,从而给电网留下的也就是另一部分缺角的正弦波,从而给电网留下的也就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;如果就是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%,这就是最大的谐波源。
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。
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。
谐波产生的主要原因
谐波产生的主要原因、危害及治理措施谐波产生的主要原因：1）来自用户的非线性负荷非线性用电设备是产生谐波的主要原因，由于非线性设备产生的谐波电流通过系统网络注入到系统电源中，畸变电流流经系统阻抗使母线电压发生畸变，使电能质量受到污染：如化工行业的高频炉、电解设备，钢铁行业的炼钢炉、大型轧机、硅整流设备等，它们向电网取用基波电流的同时．产生出高次谐波电流注入系统。
这些负载的谐波有随不同负载而变化的特征，从而使注入网络的谐波电流出现忽大忽小、时隐时现的现象。
2）来自系统的影响其一，系统中交流发电机内部的定子和转子间的气隙，由于受到铁心齿、槽或工艺的影响，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。
其二，系统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；其三，当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。
电力系统中作用在同一线路中的数个不同频率的正弦电势，使得电路中的电流成为各个不同频率电流分量的叠加值，从而形成谐波电流。
电力谐波的主要危害有：1) 对变压器的影响：谐波电流使铜损增加、漏磁增加；谐波电压使铁损增加；谐波功率造成噪声增大、温升提高。
2) 对电力电线的影响：谐波电流易过载，导致过热、破坏绝缘、肌肤效应加大，特别是在电力系统三相不对称运行时，对中性点直接接地的供电系统线损的增加尤为显著。
3) 对电动机的影响：谐波电流增加铜损、谐波电压增加铁损，谐波的功率造成机械效率减小，功率因数下降，有效转矩减小。
4) 对控制系统的影响：电压零点漂移、线电压的不等、仪表仪器的指示不准，以致控制判断错误，甚至控制系统失控。
5) 对通信设备的影响：谐波会产生感应电磁场，影响通信质量。
对电容器的影响：谐波对电容器的影响最为突出，据统计，谐波造成的危害中40%是因为电容器的损害引起的。
主要是因为电容器对高次谐波阻抗较小，电容器容易引起谐波放大甚至共振，从而造成设备的损害和故障。
电力系统中的谐波分析及消除方法
电力系统中的谐波分析及消除方法摘要：本文针对电力系统中普遍存在的谐波问题进行了分析研究，首先概述了谐波的危害，然后介绍了三种谐波检测的方法，最后从改造谐波源的角度提出了几种谐波抑制方法。
关键词：电力谐波检测治理0 引言目前，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，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。
1 电力系统谐波危害1.1 谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。
大量三次谐波流过中线会使线路过热，严重的甚至可能引发火灾。
1.2 谐波会影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等故障，变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，绝缘部分老化、变质，设备寿命缩减，直至最终损坏。
1.3 谐波会引起电网谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器，电网谐振常会使之烧毁。
1.4 谐波会导致继电保护和自动装置误动作，造成不必要的供电中断和损失。
1.5 谐波会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给供电部门或电力用户带来直接的经济损失。
1.6 谐波会对设备附近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声，降低通信质量;重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
1.7 谐波会干扰计算机系统等电子设备的正常工作，造成数据丢失或死机。
1.8 谐波会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。
2 谐波检测方法2.1 模拟电路消除谐波的方法很多，即有主动型，又有被动型；既有无源的，也有有源的，还有混合型的，目前较为先进的是采用有源电力滤波器。
但由于其检测环节多采用模拟电路，因而造价较高，且由于模拟带通滤波器对频率和温度的变化非常敏感，故使其基波幅值误差很难控制在10%以内，严重影响了有源滤波器的控制性能。
煤矿供配电系统中谐波的分布及治理对策研究
煤矿供配电系统中谐波的分布及治理对策研究引言：谐波是电力系统中一种不可避免的问题，特别是在煤矿供配电系统中，由于煤矿对电能的大量需求，谐波问题更为严重。
谐波问题会对煤矿供配电系统的正常运行产生不利影响，如降低设备的工作效率、增加设备的能耗、加剧设备的磨损和导致设备的故障。
因此，对煤矿供配电系统中谐波的分布及治理对策进行研究具有重要意义。
一、煤矿供配电系统中谐波的分布1.谐波源的分布：煤矿供配电系统中的谐波源主要包括矿井输电线路、矿井电动机、矿井照明设备等。
这些谐波源会向电力系统中注入各种频率和幅值的谐波，对电力系统造成负担。
2.谐波电压和电流的分布：煤矿供配电系统中，谐波电压和电流的分布与电力设备的类型有关。
常见的变压器、电动机、输电线路等设备都会产生谐波电压和电流，这些谐波电压和电流会在煤矿供配电系统中传播，对其他设备产生干扰。
二、煤矿供配电系统中谐波的治理对策1.谐波源的控制：煤矿应加强谐波源的限制，通过使用具有良好谐波抑制性能的设备，如低谐波变频器、谐波滤波器等，减少谐波源的注入。
2.变压器的谐波抑制：对于煤矿供配电系统中，由于变压器的非线性特性，会产生大量的谐波电流。
所以，在设计变压器时，应尽量采用低谐波损耗的变压器，或增加谐波滤波器以减少谐波电流。
3.电容器的谐波抑制：煤矿供配电系统中，长时间运行的电容器会逐渐老化，产生谐波电流。
因此，定期维护和检测电容器，及时更换老化的电容器，减少谐波电流的注入。
4.充分合理的谐波滤波器的设置：通过在煤矿供配电系统中设置谐波滤波器，可以过滤掉系统中的谐波电压和电流，减少谐波对设备的干扰。
5.进行谐波分析和监测：煤矿应进行谐波分析和监测，掌握谐波在供配电系统中的传播情况，了解谐波的频率、幅值等特性，为谐波治理提供科学依据。
结论：煤矿供配电系统中的谐波问题对设备的正常运行产生了严重影响，因此谐波的分布及治理对策的研究具有重要意义。
煤矿应加强谐波源的控制，选择低谐波损耗的变压器和设备，定期维护和检测电容器，合理设置谐波滤波器，并进行谐波分析和监测，以实现对煤矿供配电系统中谐波的有效治理，提高系统的可靠性和电能质量。
谐波源总结
谐波源及其相关知识一、谐波概述谐波是指对周期性非正弦交流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次分量，通常也称为高次谐波，而基波是指其频率与工频相同的分量。
谐波源是指向公用电网注入谐波电流或在公用电网产生谐波电压的电气设备。
二、主要的谐波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。
电弧加热设备：如电弧炉、电焊机等。
感应加热设备：如中频炉等。
交流整流的直流用电设备：如电力机车、电解、电镀等。
交流整流再逆变用电设备：如变频调速、变频空调等。
开关电源设备：如、彩色电视机、电脑、电子整流器等。
1、发电机、变压器等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。
2、变频器（1）变频器工作原理简介变频器是工业调速传动领域中应用较为广泛的设备之一。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用把工频（50Hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。
现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流器，整流电路将交流电转换成直流电；逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，逆变电路将直流电再逆变成交流电，且输出为PWM波形；中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率直流，中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波；控制电路完成对主电路的控制。
其中由于变频器逆变电路的开关特性，对其供电电源形成了一个典型的非线性负载。
因此，以变频器为代表的电力电子装置是供用电网中最主要的谐波源之一。
（2）变频器产生谐波的机理交直交变频器产生谐波的机理变频器输出侧产生谐波的机理是：凡是在电源侧有整流回路的都产生因其非线性引起的谐波。
在逆变电路中，对于电压型电路来说，输出电压是矩形波。
电力系统谐波成因分析及谐波潮流计算
谐波和补偿是两个不同的概念，谐波大多是和功率因数一起来说的，而补偿一般是说的无功补偿，也既无功功率补偿，下面给你简单介绍一些，电力系统谐波成因分析及谐波潮流计算。
一、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，如：使供电系统中的元件损耗增大、降低用电设备的使用寿命、干扰通讯系统等。
严重时甚至还能使设备损坏，自动控制失灵，继电保护误动作，因而造成停电事故等及其它问题。
所谓“知己知彼，百战不殆”，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。
二、电力系统谐波的来源电力系统中谐波源是多种多样的。
主要有以下几种：1、系统中的各种非线性用电设备如：换流设备、调压装置、电气化铁道、电弧炉、荧光灯、家用电器以及各种电子节能控制设备等是电力系统谐波的主要来源。
这些设备即使供给它理想的正弦波电压，它取用的电流也是非线性的，即有谐波电流存在。
并且这些设备产生的谐波电流也会注入电力系统，使系统各处电压产生谐波分量。
这些设备的谐波含量决定于它本身的特性和工作状况，基本上与电力系统参数无关，可视为谐波恒流源。
2、供电系统本身存在的非线性元件是谐波的又一来源。
这些非线性元件主要有变压器激磁支路、交直流换流站的可控硅控制元件、可控硅控制的电容器、电抗器组等。
3、如荧光灯、家用电器等的单个容量不大，但数量很大且散布于各处，电力部门又难以管理的用电设备。
如果这些设备的电流谐波含量过大，则会对电力系统造成严重影响，对该类设备的电流谐波含量，在制造时即应限制在一定的数量范围之内。
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非线性电子设备在供电系统中的主要谐波源
随着现代化工业技术的发展，电力系统中非线性负载不断大量增加。
各类非线性和交变性电子装置如变频器、UPS、整流器及各种开关电源等大规模应用，所产生的负面效应也日益明显。
电力电子装置的开关动作向电力系统中注入了大量的谐波分量，导致了交流电力系统中电压和电流波形的严重失真，从而代替了传统变压器、发电机等铁磁材料的非线性引起的谐波，成为最主要的谐波来源。
特别是这些设备投入运行的同时性和连续性特点，所以成为低压配电系统的主要的污染源。
图4-1是4种典型的产生电流谐波的设备和输入电流波形。
由于这些设备的电源输入端大都采用了非线性器件和非线性电路，所以在输入电压为正弦波的情况下，输入电流都发生了严重的失真。
表4-1给出了计算机设备、办公设备、照明、通信设备、供电设备(UPS)等7类设备电流谐波成分的典型数据和波形。
电力品质的下降严重地影响了输配电设备的安全运转，谐波抑制已是电力品质的核心问题之一，也是现代电力生产发展的迫切要求。
所有周期性复杂波形都可以被认为是基波与一系列谐波成分的叠加。
谐波是基波频率(市电频率)的所有倍频。
值得注意的是，这里讨论的是存在于系统中的周期性谐波，因为暂态现象和谐波是不同的。
在进行傅里叶级数变换时，要求被变换的波形必须是不变的周期性波形。
暂态现象在实际供电系统中总是不断发生的，也会对系统和用户带来不利的影响，当然，在采用现代谐波抑制技术时，对暂态现象的不利影响也是起作用的。
在UPS供电系统中，谐波源主要有两部分：
●由UPS及其他供电设备产生的输入谐波电流；
●由传统单相开关模式电源供电的负载产生的输入谐波电流。
图4-2是UPS系统中4种典型的功率电子设备类型及输入电流波形。
其中：
●图4-2(a)是单相输入整流设备的输入电流波形，包括绝大部分IT设备和小功率(大多小于l0kVA)供电设备。
小功率供电设备主要用于小型IT系统，这些设备产生的电流谐波的影响面相对小或者还没有引起使用者的足够重视，而绝大部分单相输入的IT设备(小型计算机、服务器、存储设备等)，既用在小型IT系统，诸如办公系统、自动控制系统、通信和交通基站、金融收费系统等，又用在大型网络数据中心，所以单相电源输入的IT设备是所有IT系统最主要的谐波干扰源。
图4-2(b)和图4-2(c)是当前三相输入大功率UPS的主要AC/DC变换形式，由于是大功率集中可控整流，其产生的谐波电流幅值和对系统干扰程度都要严重得多。
图4-2(d)则是针对输入整流电路结构产生谐波干扰而推出的重大电路技术的改进，通常称为功率因数校正──PFC(Powerfactorcontroll)，它可把设备的输入功率因数提高到0.99，把谐波电流总量降到5%。
此技术不仅可用在IT设备，在电源设备(UPS)中也是行之有效且被普遍采用的、重要的电路技术措施，是否有PFC功能己经成为先进UPS设备最重要的技术标志之一。