伊河电网谐波分析
电网谐波分析及处理对策

其中 :( I ) = 2Ⅱf = 2Ⅱ/ W
式中 :U 一 电压的有效值,其幅值为2 U : n一初相角 : m、 f 和 T 一工频角频率、频率和周期。 在 电路 中线性无 源元件 上 的电压和 电流 的关系 ,不外 乎 比例 (u = R i ) , 微 分 (u = L . d i / d t ) 和 积 分 (U =,i d t ) 等 关 系 。正 弦 周 期 函 数在 进 行 加 、减 、微 分 和 积 分 等 运 算 时 仍 保 持 正 弦 函 数 的特 点 。 在 实 际 的 供 电系 统 中 , 由于 有 非 线 性 负 荷 的存 在 , 当 电流 流 过 与 所 加电压 不呈线性关系 的负荷时, 电网电压 的波 形往往 偏离正弦波形 而发生畸变,就形成非正弦 电流 。任何周期性波 形均可分解为一个 基频正弦波 ( s i n u I t )加上许多谐波频 率的正弦波。谐波频率是基 频的整倍数,例如基频为5 O H z, 2 次谐波为l O O H z :, 3 次谐波则为 1 5 0 H z 。因此, 畸变的电流波形可能 由2次谐波 、3次谐波 … … , 直 到第 3 O 次谐波组成。 2 主要谐波源 2 . 1系 统 的影 响 ( 1 ) 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; ( 2 ) 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; ( 3 ) 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 。 2 . 2 非 线 性 负 荷 随 着 电子 技 术 的 发 展 , 供 电系 统 中 增 加 了大 量 的 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 的应 用 , 非 线 性 用 电 设 备 已 是产 生 谐波 的 主 要 原 因 。 3 谐波的危害
电力系统中的电流谐波分析与治理

电力系统中的电流谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定与高效运行至关重要。
然而,电流谐波的存在却给电力系统带来了诸多问题。
为了保障电力系统的正常运行,对电流谐波进行深入分析并采取有效的治理措施显得尤为重要。
首先,我们来了解一下什么是电流谐波。
简单来说,电流谐波是指在电力系统中,电流的波形偏离了理想的正弦波形态。
在理想情况下,电流应该是平滑、连续且呈正弦波变化的。
但在实际中,由于各种非线性负载的接入,如电力电子设备、变频器、整流器等,使得电流波形发生畸变,产生了谐波成分。
这些非线性负载在工作时,会对输入的交流电源进行快速的开关操作,从而导致电流的大小和方向在短时间内发生急剧变化。
这种非连续性的电流变化就会引入谐波。
电流谐波的存在会带来一系列不良影响。
对于电力设备而言,谐波电流会增加设备的损耗,导致发热加剧,缩短设备的使用寿命。
例如,变压器在谐波电流的作用下,铁芯的磁滞和涡流损耗会显著增加,可能会出现过热甚至烧毁的情况。
电动机在谐波环境中运行,会产生额外的转矩脉动和噪声,降低运行效率和可靠性。
在电力传输方面,谐波电流会导致线路的附加损耗增加,降低输电效率。
同时,谐波还可能引起电力系统的谐振现象,使得电压和电流大幅升高,严重威胁到电力系统的安全稳定运行。
此外,电流谐波还会对电能质量产生负面影响,干扰精密仪器和设备的正常工作,造成测量误差、控制失误等问题。
对于一些对电能质量要求较高的场所,如医院、科研实验室等,谐波的存在可能会带来严重的后果。
那么,如何对电流谐波进行分析呢?常用的方法包括傅里叶变换、快速傅里叶变换(FFT)等。
通过这些分析方法,可以将复杂的电流波形分解为不同频率的谐波成分,并计算出各次谐波的幅值和相位。
在实际的电力系统中,通常会使用专业的电能质量监测设备来采集电流和电压数据,然后通过软件进行分析,以获取谐波的相关信息。
这些监测设备能够实时监测电力系统中的谐波情况,并提供详细的报告和数据分析,帮助工程师和技术人员了解谐波的来源和影响程度。
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。
电网谐波及不均衡问题的分析与解决方法研究

电网谐波及不均衡问题的分析与解决方法研究近年来,随着电力需求的不断增长和电力系统的不断扩容,电力系统中电网谐波及不均衡问题愈加突出。
这些问题会给电力系统的正常运行和电气设备带来很大的不利影响,因此,对电网谐波及不均衡问题进行深入的分析和研究,探求其解决方法是非常必要的。
一、电网谐波问题的影响及分析在电力系统中,特别是在大型电力负载设备中,各种信号和电流所形成的周期性变化会导致电网中出现谐波现象。
谐波会导致电压失真和电流失真,给电力系统带来很多负面影响,例如:1、谐波会导致设备的损坏在电力系统中,大部分的变压器、电容器等设备都不能很好地忍受谐波的影响,因此,谐波信号可能会导致电力系统中的这些设备损坏。
2、会影响电力质量谐波信号会导致电力系统中的电压失真和电流失真,从而提高了电路的损耗,影响了电力系统的电力质量。
3、会影响电力系统稳定运行谐波信号不仅会影响电力质量,还可能会导致电力系统中的各种故障,这些故障会影响电力系统的稳定运行。
针对电网谐波问题,解决方法常采用通过该系统中的谐波滤波处理方法。
多数情况下,使用谐波滤波解决方案可以有效地消除谐波,提高了电力系统的电力质量,从而保证了电力系统的稳定运行。
二、电网不均衡问题的影响及分析电网不均衡问题是指在电力系统中出现相电压、相电流和负荷的不平衡所带来的问题。
电网不均衡问题会对电力系统造成很多不利影响,例如:1、不均衡会影响三相电缆的电流分配由于三相电缆的负载并不相等,所以,不均衡导致的电流遥遥相对,会导致三相电缆中的电流分配不均,构成不平衡负载。
2、会导致电力系统中电压波动电网不均衡问题可能会导致电力系统中出现其它的正常电压波动,从而影响电力系统稳定运行。
3、会加剧设备的损害因为电网不均衡问题往往会导致相电流、负荷不平衡,而这些不平衡会短期内或者长期内加剧电气设备的损害。
从而增加电气设备的维护成本。
对于电网不均衡问题,我们也可以通过使用补偿器的解决方案来进行解决。
电力系统谐波分析与滤波

电力系统谐波分析与滤波电力系统是人类现代社会中不可或缺的基础设施之一。
然而,随着科技的不断进步和电子设备的普及,电力系统中出现的谐波问题愈发突出。
谐波是一种频率高于基频的电流或电压波动现象,它会对电力系统的稳定性和设备的正常运行造成不利影响。
因此,对电力系统的谐波分析和滤波成为了当下研究的热点领域。
一、谐波的来源和影响谐波产生的主要原因包括电力电子设备的使用、不平衡负载、非线性元件等。
在电力电子设备广泛应用的现代化社会中,如变频器、UPS、电力电子变压器等设备在工作过程中会产生大量的谐波。
此外,不平衡负载和非线性元件也会引起谐波的产生。
这些谐波会导致电力系统中的电流和电压波形失真,从而对发电机、变压器、电缆、开关等设备造成损害。
谐波波形失真引起的问题主要表现为设备温升过高、设备寿命缩短、电能计量误差增大等。
研究发现,当设备受到高谐波噪声的作用时,其温升会明显上升,带来隐患。
此外,谐波还会导致电力设备的谐波振荡,从而引发设备共振,造成电力系统的不稳定。
二、谐波的分析方法针对电力系统中谐波问题的解决,首先需要进行谐波分析。
谐波分析是通过对电力系统中的电流和电压进行测量,得到其频谱分量,并对谐波进行分析、判断和评估。
常用的谐波分析方法主要包括傅里叶分析、小波变换、快速傅里叶变换等。
傅里叶分析是一种将复杂的周期函数分解成多个简单周期函数的数学方法。
通过将电力系统中的电流和电压波形进行傅里叶变换,可以得到其频谱分量,从而确定谐波的频率和幅度。
小波变换是一种新兴的数学工具,它能够在时域和频域上同时进行分析,对于非平稳信号的分析有着独特的优势。
快速傅里叶变换则是一种基于傅里叶分析的高效算法,可以加快谐波分析的速度。
三、谐波滤波技术根据谐波的分析结果,我们需要针对性地采取措施来抑制和消除谐波。
谐波滤波技术是一种有效的方法,通过合理设置滤波器来减小电力系统中谐波的影响。
主动滤波技术是一种常用的谐波滤波方法,它通过使用可调的电路参数,根据实时监测的谐波情况来实现滤波作用。
电网谐波的分析与治理

电网谐波的分析与治理∙时间:2010-8-13 13:12:01∙随着科学技术的不断进步、电子技术的飞速发展,现代化的工业设备和民用电器装置的应用越来越普及,尤其是先进电子设备,诸如电力电子变频、调压设备、调速控制设备、可控硅整流设备、数字通讯设备、电气铁路设备、各类UPS、充放电设备、大功率半导体开关器件、开关电源、变频器、信息技术设备、数控机床、节能灯、可控硅负载、变频电机、变频空调、中频炉、节能灯、调光器等,还有电熔炼设备、电化学设备、矿井起重设备、露天采掘设备、电气机车等与日俱增,都属于非线性电源负荷。
这些设备数量大、分布广,使得谐波电流由少聚多地不断注入电网,使得电力系统波形严重畸变。
因此谐波电流对公用电网造成的谐波问题越来越突出,这不但会使接入该电网的设备无法正常工作,甚至造成故障,而且还会使供电系统中性线承受超载电流,影响供电系统的电力输送。
因此谐波问题得到各有关方面的高度重视。
1谐波的危害谐波增加了输配电系统和用电设备的附加损耗——铁损(包括磁滞损耗和涡流损耗)和铜损,使设备过热,降低设备的效率和利用率。
由于谐波电流的频率为基波频率的整数倍,高频电流流过导体时,因集肤效应的作用,导致导体对谐波电流的有效电抗增加,从而增加了设备的功率损耗、电能损耗,使导体的发热严重。
供电系统中的谐波危害主要表现在以下几个方面:1.1 .对旋转电机的影响在工程供电系统中,电动机负荷约占整个负荷的85%左右。
因此,谐波使电动机总的附加损耗影响较为显著。
由于集肤效应、磁滞、涡流等现象将随着谐波次数增高而使得各类旋转电机的铁芯和绕组中产生的附加损耗增加。
谐波电流和电压对感应及同步电动机所造成的主要效应为在谐波频率下铁损和铜损的增加所引起之额外温升。
这些额外损失将导致电动机效率降低,并影响转矩。
当设备负荷对电动机转矩的变动较敏感时,其扭动转矩的输出将影响所生产产品的质量。
谐波还使电动机噪音增大甚至可导致扭矩震动,而扭矩的震动则是由谐波电流和基波频率磁场所造成的,如果机械谐振频率与电气励磁重合,会发生共振进而产生很高的机械应力,导致机械损坏的危险。
谐波分析报告

谐波分析报告报告编号:HA-2021-001报告时间:2021年5月10日报告人:XXX公司电力设计研究院摘要:本报告主要对XXX变电站进行了谐波分析,通过测量数据和分析,发现变电站内存在谐波扰动,且谐波含量较高。
我们提出了相应的措施,以减轻谐波扰动对电力质量带来的影响。
一、谐波分析1.1 测点布置本次谐波分析以XXX变电站为研究对象,共设立4个测点,分别布置于主变、母线、电容器组和主变出线。
如下图所示:[插入布置图]1.2 测量数据通过谐波分析仪进行谐波测试,得到测量数据如下表所示:[插入数据表]1.3 谐波分析根据测量数据,我们对变电站的谐波情况进行了分析。
测试结果显示,变电站内谐波含量较高,其中3、5、7次谐波含量占比较大,分别为15.24%、26.98%、33.76%。
此外,还存在较多的9次、11次、13次等高次谐波,占比分别为7.09%、6.62%、5.34%。
这些谐波扰动将会对电力质量产生一定影响。
二、措施建议2.1 添加滤波器针对电容器组及其电抗器,我们建议添加谐波滤波器。
通过滤波器来控制电容器组及其电抗器的谐波电流,减少谐波扰动。
2.2 替换谐波产生源变电站内谐波扰动的主要产生源为电容器组、逆变器及大功率电子设备。
建议对这些设备进行替换,选择质量更好的设备,以减少谐波的产生。
2.3 增加接地电阻适当增加接地电阻,以减少谐波在地网中的扩散。
三、结论本次谐波分析显示,XXX变电站内存在较高的谐波含量,将对电力质量产生一定影响。
建议采取上述措施,减轻谐波扰动对电力质量的影响。
同时,在以后的运营中,应定期对变电站进行谐波监测,及时发现故障并进行处理。
电力系统中的谐波分析与控制研究

电力系统中的谐波分析与控制研究谐波是电力系统中的一种普遍存在的问题,它会对系统的稳定性和可靠性产生负面影响。
因此,对电力系统中的谐波进行分析与控制研究具有重要意义。
本文将重点讨论电力系统中谐波的产生机理、谐波分析的方法和谐波控制的技术。
首先,我们需要了解谐波的产生机理。
谐波是指在电力系统中,电压和电流波形中除了基波外的幅值为正整数倍基波频率的谐波成分。
谐波的产生主要来源于非线性负载设备,如电弧炉、变频器、电子设备等。
这些设备会引入谐波电流,导致电网中出现谐波电压,进而影响系统的稳定性。
接下来,我们将讨论电力系统中谐波分析的方法。
谐波分析的目的是确定电力系统中谐波的大小、频率和相位,以便针对性地采取控制措施。
一种常用的方法是通过频谱分析来确定谐波成分。
频谱分析可以将电压和电流波形分解为不同频率分量,从而得到谐波的频谱。
在现代电力系统分析中,快速傅立叶变换(FFT)是一种常用的频谱分析方法。
FFT可以将时域数据转换为频域数据,显示不同频率分量的幅值和相位信息。
这使得我们能够准确测量谐波分量的大小和频率,并对其产生的原因和影响进行分析。
除了频谱分析外,时域分析也是一种常见的谐波分析方法。
时域分析通过观察电压和电流的波形,直接检测谐波成分。
这种方法对于精确测量瞬态谐波和高次谐波非常有效。
时域分析可以结合FFT得到更全面的谐波信息。
了解谐波分析方法后,我们可以进一步探讨谐波控制的技术。
谐波控制的目标是减小谐波的幅值,降低其对系统的负面影响。
传统的谐波控制方法包括使用滤波器、变压器和谐波抑制装置。
滤波器是一种常见的谐波控制装置,它通过选择性地通过或阻断不同频率的谐波成分,将谐波从电网中滤除。
滤波器的设计需要根据谐波频率和谐波电流大小来确定。
滤波器通常分为有源滤波器和无源滤波器两种类型,根据实际情况选择合适的滤波器。
变压器也可以用于谐波控制。
谐波电流会导致变压器损耗和热效应的增加,降低变压器的工作效率和寿命。
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测试设 备 : L F UKE 4 B电能 质 量 分析 仪 , 试 3 测
数 据 如下 :
() 一 组 : 1第
行 了分 析 。这 是 一次 跳 闸 事 故 引发 的对 伊 河 电 网 谐 波 污染 源 的追 踪 和 治 理 , 而 保 证 向 电 网广 大 用 户 提 供 符 合 国标 从 的 、 为 安 全 洁 净 的能 源 。 更
关 键 词 :谐 波 ; 流 ;中频 炉 ;消谐 设 备 整
中 图分 类号 : M7 1 T 1
日志 发 现 , 4月 1 7日、 4月 2 0日 MS T碳 化 硅 有 限
公 司整 流设 备 投 运 , 4月 1 、 8 4月 1 9日整 流 设 备 停
运 。由此分 析 , 能是 谐 波 造 成 F 可 S钢 铁 厂 消 谐 设 备 5次谐波 过流 动作 , 导致 6k 直馈线 跳 闸 。 V
示 和 电度计量 不 准 、 电子 设备误 触 发 、 干扰 通信 系统
等一系 列 问题 , 至可 能引发严 重 事故 。 甚
行 了测 试 , 试 时其余 各变 电站 正常 带负荷 运行 。 测
1 用 电 状 况 分析
随着伊 河 电网 负荷 的不 断加 大 , 网 中 的谐 波 电 危 害也 日渐 突 出 , 已经 危 及 电 网 的 安 全 稳 定 运 行 。 20 0 6年初 , T碳 化硅 有 限公 司投入 试 运 行 , 厂 MS 该
波, 中 1 其 1次消 谐器 为 高 通 滤波 , 免 对人 民水 电 避
作 者 简 介 : 海 峰 ( 93 )工 程 师 , 事 水 电 工 程 运行 管 理 工 作 。 郭 17 一 , 从
文 献 标 识 码 : B
文 章 编 号 :6 25 8 (0 6 0 —0 70 1 7—3 7 2 0 ) 50 6 —3
根据《 电能 质 量 公 用 电 网谐 波 》G / 4 4 — B T1 5 9 19 9 3规定 , 波是指 对周期 性 交 流进 行 傅立 叶级数 谐
站设 备造 成不 利影 响 。 20 0 6年 4月 1 7日, S钢 铁厂 消 谐设 备 5次谐 F
分解后 得 到频 率 为 基 波频 率 大 于 1的整 数 倍 的分 量 。在 交流 电 网中 , 由于有 许 多 非线 性 电气 设 备 投
入运行 , 如整 流 器 、 变器 、 逆 中频 炉 、 轧钢 机 、 电力牵
波过 流 动作 联 动 6k 直馈 线跳 闸。经 检查 消谐 设 V
备正 常 , 入 后 再 次 跳 闸 。2 0 投 0 6年 4月 1 8日, S F 钢铁 厂正 常生产 。2 0 0 6年 4月 2 0日, S钢 铁 厂 5 F
畸变 , 电能质量 下 降 , 为 污染 电 网的 公 害 , 使 成 还将 导致 网损加 大 , 重 削 弱 和干 扰 电 网 的 经 济 运 行 。 严 同时 , 波 还可 能引起 电气 自动装 置误 动作 、 谐 仪表指
2 测试 数 据 分 析
从 20 0 6年 4月 2 0日至 2 0 0 6年 4月 2 日, 4 技 术人 员对 2 0k 中心 变 电所 、 2 V RM 水电 站 的谐 波进 Biblioteka 0c . 0 6 t2 0
6 7
伊 河 电 网谐 波分 析
郭 海峰
( 河水 电 中 心 , 疆 乌 鲁 木 齐 8 0 0 ) 伊 新 3 0 0
摘 要 :简 单 介 绍 了 电 网谐 波 的 有 关 知 识 及 危 害 , 对 伊 河 电 网 2 0 k 中心 变 电 站 、 民 水 电 站 的 谐 波 测 量 数 据 进 并 2 V 人
同时 , 厂装设 有一 套 容 量 为 42 0 k a 的 消谐 设 该 0 vr 备, 主要 用于 消除 中频 炉 产 生 的 5次 、 7次 、 1 谐 1 次
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收 稿 日期 : 0 60 - 0 2 0 —8 1
维普资讯
第2 9卷 第 5期
20 0 6年 1 O月
水 电 站 机 电 技 术
Mehnc cail& Eetcl ehi e f yrpw r ttn a l raT cn u doo e Sai ci q oH o
V 01 9 .2 NO .5
测 试 日期 : 0 6年 4月 2 日; 试 地 点 : M 20 0 测 R 水 电站 ;
表 1
序号 r THD 3次 5次 7次 1 次 1 1 3次 1 7次 1 9次 测 试 点
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于该 厂 建设 时及 投产 初 期 未 对谐 波 问 题 足够 重 视 , 也 未能 采取有 效 的措 施 , 整 流设 备 产 生 的 谐 波污 把 染及 时 就地 消除 , 致使谐 波源 源不 断地注 入 电网 。 F S钢铁 厂在 2 0 0 5年 初 建成 投 产 , 过人 民水 通 电站 6k 母线 直馈 线供 电 。该 厂装设 有 3台 30 0 V 0 k 中频 炉 , 钢 机 及 辅 助 设 备 负荷 共 2 4 0 k 。 w 轧 0 W
引机车 等 的应用 , 类设 备 在 运 行 中不 仅 会 产 生 大 此 量的高 次谐 波 , 而且 会 使 电压 波 动 、 变 、 相不 平 闪 三
衡 日趋 严重 , 造成 电 网中 的谐 波污 染 。 大 量 的谐 波 电 流流 入 电 网 , 成 电 压正 弦 波形 造
次谐 波过 流 动作 联 动 6k 直馈 线跳 闸 。分 析调 度 V