三相四线制电网谐波起因危害及治理
谐波分析产生原因,危害,解决方法【精选文档】
谐波分析一、谐波的相关概述谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般来说是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量，其实谐波是一个正弦波分量。
谐波产生的根本原因是非线性负载造成电网中的谐波污染、三相电压的不对称性.由于非线性负荷的存在，使得电力系统中的供电电压即便是正弦波形，其电流波形也将偏离正弦波形而发生畸变。
当非正弦波形的电流在供电系统中传输时,将迫使沿途电压下降，其电压波形也将受其影响而产生不同程度的畸变，这种电能质量的下降会给电力系统和用电设备带来严重的危害。
电力系统中的谐波源主要有以下几类：（1）电源自身产生的谐波.因为发电机制造的问题，使得电枢表面的磁感应强度分布偏离正弦波，所产生的电流偏离正弦电流。
（2）非线性负载，如各种变流器、整流设备、PWM变频器、交直流换流设备等电力电子设备。
（3）非线性设备的谐波源,如交流电弧炉、日光灯、铁磁谐振设备和变压器等。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害主要表现在：（1）谐波使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗, 降低发电、输电及用电设备的效率.（2）谐波影响各种电气设备的正常工作。
（3）谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，引发严重事故（4）谐波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）谐波对临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。
三、谐波的分析由于谐波导致的各种各样的事故和故障的几率一直在升高,谐波已成为电力系统的一大公害.我国对于谐波相关工作的研究大致起源于20世纪80年代。
我国国家技术监督局于93 年颁布了国家标准《电能质量-一公用电网谐波》（GB/T 14549—1993）。
该标准对公用电网中各个等级的电压的限用值、电流的允许值等都做了相应的规定，并以附录的形式给出了测量谐波的方法和数据处理及测量仪器都作了相应的规定。
谐波危害及抑制谐波的方法
谐波危害及抑制谐波的方法谐波是指频率高于基波的电磁波，它们会频繁出现在我们的电力系统和其他电力设备中。
虽然谐波在一些应用中可产生有益效果，但在大多数情况下，它们都是一种电力质量问题，会给电力系统和其他设备带来一系列危害。
1.设备损坏：谐波会增加设备内的电流和电压，导致设备发热加剧，并可能引起设备元件过热、熔断或焚毁。
此外，频繁的谐波还会引起设备的机械振动，造成设备损坏。
2.电力系统不稳定：谐波引起系统的电流和电压的波形失真，导致电力系统不稳定。
此外，谐波会导致电力系统中的谐振现象，这些谐振可以引起电力系统中的电流和电压急剧增加，可能破坏设备。
3.通信干扰：谐波会产生大量的高频干扰信号，这些信号可能干扰无线通信和其他电磁波设备的正常运行。
在高度电子化的社会中，这种通信干扰可能会带来严重的问题。
为了抑制谐波带来的危害，可以采取以下方法：1.装置谐波滤波器：谐波滤波器用于减小电力系统中的谐波。
滤波器通常会将谐波通过处理电路转化成其他形式，或者将它们绕过电力系统，以防止它们对设备和系统产生影响。
2.使用变压器：变压器可以用来减小谐波的影响。
通过在电力系统中安装特定的谐波抑制变压器，可以将谐波电流限制在合理的范围内，从而降低谐波的危害。
3.电源滤波器：为敏感设备提供干净的电力供应也是一种有效的抑制谐波的方法。
电源滤波器可以滤除电力供应中的谐波元素，从而降低谐波对设备的危害。
4.合理的电源设计：在电力系统设计阶段，可以采取一些措施来减小谐波的生成。
例如，选择适当的线路，减小高谐波的产生，或者选择低谐波的电力设备。
5.故障检测和维护：及时发现和处理设备和系统中的谐波问题至关重要。
定期进行电力设备的检查和维护，可以发现并消除谐波带来的潜在危害。
总而言之，谐波在电力系统和其他电力设备中的存在可能带来很多危害。
为了抑制这些危害，我们可以采取各种措施，包括使用谐波滤波器、变压器、电源滤波器、合理的电源设计以及进行定期的检查和维护。
三相四线制供电系统电流谐波分析
三相四线制供电系统电流谐波分析引言：随着电力系统的不断发展和智能化的应用，对电能质量的要求也日益提高，而电流谐波就是破坏电能质量的重要因素之一、电流谐波会造成电气设备的过热、振动和损坏，影响系统的稳定运行。
因此，对电流谐波进行分析和控制具有重要的意义。
一、三相四线制供电系统的基本原理二、电流谐波的产生原因1.非线性负载：例如电子设备、调光器、变频器等非线性负载会引入谐波电流；2.电力电子器件：如整流器、逆变器等电力电子器件在转换过程中也会产生谐波电流；3.线路阻抗不平衡：由于线路中负载不平衡，电流会引入谐波分量。
三、电流谐波的特点1.频谱复杂：电流谐波的频谱包含了各种频率的谐波分量；2.产生过程复杂：谐波电流的产生与非线性负载、电力电子器件和线路阻抗都有关系；3.瞬时值变化大：谐波电流的瞬时值会在短时间内发生大的改变；4.相位差大：不同谐波分量的相位差可以相差很大。
四、电流谐波对系统的影响1.电源侧影响：电流谐波会造成电网电压的暂态波动和电磁场的扰动，影响系统供电能力和电压质量；2.用户侧影响：电流谐波引起的过电压和过热会影响电气设备的寿命和安全运行；3.通信干扰：电流谐波会干扰通信系统和无线电信号的传输。
五、电流谐波的分析方法1.时域分析：通过观察电流波形和瞬时值的变化，分析电流谐波的产生和传播过程；2.频域分析：通过对电流信号进行傅里叶变换，得到各谐波分量的幅值和相位信息；3.瞬态分析：分析谐波电流的瞬时变化情况，判断是否会产生系统的暂态响应；4.示波器和谐波仪的应用：利用示波器和谐波仪对电流进行实时测量和分析。
六、电流谐波的控制方法1.滤波器：通过安装滤波器来抑制电流谐波，滤波器可以分为被动滤波器和主动滤波器两种；2.优化设计：在系统设计阶段考虑到电流谐波的问题，选择合适的电源和电气设备；3.变压器设计：采用特殊的变压器设计，提高电流谐波的传输能力；4.动态调整：根据谐波电流的实时变化情况，动态调整供电系统的工作状态。
电力系统谐波的危害性及抑制策略
电力系统谐波的危害性及抑制策略电力系统谐波是指在交流电力系统中产生的一种非正弦波形，是交流电网中所存在的一个普遍的问题。
当电力系统中出现谐波时，将会对各个方面造成影响。
因此，对电力系统谐波的危害性及抑制策略的研究变得尤为重要。
一、电力系统谐波的危害性1、对电力系统设备的影响：谐波会对电力系统中的电力设备产生不良影响，会加快电气设备的老化，损害电力设备的正常运行，甚至可能导致设备的损坏。
2、对电力质量的影响：电力系统谐波会导致电压的失真、电流的失真、功率因数的变化等，降低电力质量。
3、对用户的影响：由于电力设备运行产生谐波会向供电系统散发，因此会由电力系统供应给所有使用电力的用户，对用户的设备产生不良的影响，例如音频设备、计算机设备等。
4、对环境的影响：电力系统谐波也会对环境造成影响，例如对动物的人工造成干扰，造成空气污染等。
二、抑制电力系统谐波的策略1、电力系统谐波分析：在电力系统中，通过对电网谐波分析，可以获取谐波特征信息，以确定引入谐波的源头，并针对性地采取谐波滤波器等抑制措施。
2、谐波滤波器的安装：谐波滤波器能够有效防止谐波向电网散播，从而保护电力设备，提高电力质量。
谐波滤波器还可以通过对电力系统谐波的调制来保护电气设备，降低谐波对设备的影响。
3、调整电力系统参数：在电力系统中通过调整电网的参数可以改善电力系统谐波问题。
例如，在电力系统中调整电抗器可以控制电路中的谐波，从而防止谐波向电网散播。
4、电力设备设计：在电力设备的设计过程中可以通过提高电力设备的质量，使电力设备适应谐波的存在。
例如，增加电容、电感、阻抗等元件能够有效地消除引起电气设备故障的谐波。
综上所述，电力系统谐波是一个非常严重的问题，需要采取一系列措施予以解决。
在电力系统中安装谐波滤波器、并对电力系统参数进行调整、以及通过提高电力设备的质量，都是解决电力系统谐波的有效方法。
为了保证电力设施的正常运转，电力系统的谐波抑制工作必须不断加强。
谐波的产生原因危害与治理
谐波的产生原因危害与治理谐波是指信号在传输过程中产生的频率是原有信号频率的整数倍的现象。
谐波一般是由于信号源产生幅度非线性特性、信号传输线路的不完美特性以及外界干扰等多种因素共同作用所导致的。
1.非线性特性：当信号源的输入电压超过其线性范围时，信号源会产生非线性失真。
这种非线性特性会使得原信号分解成包含各种谐波成分的信号，即产生谐波。
2.传输线路的不完美：在电力传输和通信线路中，由于电导率不一致、绝缘材料的不均匀性以及线路的接地等因素，会引起谐波的产生。
这些因素使得线路对于不同频率的信号具有不同的传输特性，从而造成信号的失真和谐波的产生。
3.外界干扰：外界电磁辐射的干扰也会引起谐波的产生。
当外界电磁波与系统内的信号相互作用时，可能会产生共振现象，从而导致谐波信号的产生。
谐波的存在会带来一系列的危害，包括以下几个方面：1.信号失真：谐波信号会改变原信号的波形和频谱特性，导致信号失真。
这会影响到电力传输系统和通信系统中的信号传输质量，降低系统的可靠性和稳定性。
2.设备损坏：谐波会导致电流和电压的波形变形，产生大量的电磁干扰。
这些干扰会对设备的正常工作造成影响，甚至会导致设备损坏和故障。
谐波还可能引起设备内部电子元件的过热现象，加速设备老化和损坏。
3.电力系统能源浪费：谐波会引起电力系统中电流和电压的非功率信号，造成能量损耗。
这不仅会浪费能源，还会导致电力系统的效率降低。
为了治理谐波对系统的危害，可以采取以下几种方法：1.模拟电路设计中采用线性器件：选择线性器件作为信号源和信号传输线路中的关键部件，减少非线性特性对信号的影响。
2.使用滤波器：在信号源和负载之间加入合适的滤波器，可以有效地滤除谐波成分，保证原信号的传输质量。
3.优化供电系统：针对供电系统中频繁出现谐波问题的设备，进行电源选择、接线方式和接地设计的优化，减少谐波产生。
4.电源质量改进：加强对供电设备的质量管理，采用高质量的电源设备，减少谐波对电力系统的影响。
三相四线制电网谐波起因危害及治理
三相四线制电网谐波起因危害及治理【摘要】三相四线制电网与生产生活息息相关，本文讨论了电网，特别是三相四线制电网中存在的谐波问题，分析了谐波产生的原因，可能造成的危害以及治理措施，并提供了一个三相四线制电网谐波治理的实例。
【关键词】三相四线制电网；谐波；治理措施1. 谐波的起因电网中，谐波可能产生于电力系统中的任何一个环节，其中非线性用电设备是谐波产生的主要原因。
开关、功率开关器件、存在饱和的设备等都是典型的非线性用电设备。
在三相四线制系统中，中线的存在为零序电流提供了通路，使系统中存在零序电流，这也是三相四线制较三相三线制的基本特点。
零序电流来源于以下两种基本情况：（1）三相不对称线性负载，此种情况下负载电流只含有基波，但基波含有零序电流分量。
（2）三相对称非线性负载，此种情况下3倍数次谐波电流是零序的。
现实中的负载一般是上述两种基本情况的组合，即系统中含有谐波而且每次谐波都可能含有零序电流分量。
从中我们可以看出中线电流问题和谐波问题有着很大的联系。
2. 谐波的危害在电力系统方面，谐波主要存在以下危害：（1）增加电力系统的热损耗，缩短其寿命[1]。
供配电线路和用电设备，谐波会产生附加的功率损耗。
谐波电流会导致电机过热，转矩脉动。
谐波电流会加剧变压器肌肤效应，局部发热问题严重。
（2）引起谐振[2]。
电力系统中存在大量的电抗器（电机、变压器等）、电容器，由他们组成的电路存在谐振固有频率，当电路中存在相应的谐波时，系统发生谐振。
谐振对谐波有放大作用，串联谐振时局部的谐波电流会很大，并联谐振时局部的谐波电压会很大。
（3）导致保护和控制设备的误动作[1]。
谐波会使得电压、电流峰值及有效值等发生改变，依赖这些参数设计的保护可能会出现误动作。
在三相四线制系统中，谐波的存在会使系统产生零序电流。
零序电流对电力系统同样存在着危害：（1）增加系统的热损耗，包括线路的附加损耗，变压器的铁芯损耗等。
（2）引起保护设备的误动作。
电网谐波治理电网环境中谐波的危害及其治理
电网谐波治理电网环境中谐波的危害及其治理随着现代工业的快速发展，电子设备的使用广泛而普遍。
然而，这些设备和工具也会产生谐波，这些谐波正日益成为电网环境中更加普遍和危险的问题。
谐波是指正弦波之外的电场、磁场和电流，它会扰乱电网中的动态平衡和正常运行，产生一系列不良影响和效应。
因此，电网谐波治理已成为电能质量管理的一个重要领域。
一、谐波的危害1、对电器设备的危害首先，谐波对电器设备的损害是最为常见和普遍的问题。
这是因为，谐波会造成电器设备产生热量过多、电压过高或过低、线路过载、电机失速、传感器失效、继电器运动不正常等。
如果这些不良效应长期存在，会导致电器设备寿命缩短、性能下降、整体效率降低。
2、对能源的浪费和损失其次，谐波会增加电网的无功功率、导致电能浪费，同时会导致电能的变压器损失加剧、高压电线、配电设备、变电站等设施受损加助。
过多的谐波存在会导致电能的浪费和损失。
3、对周围环境的影响最后，谐波会扰乱正常电网运行的稳定性，同时会影响周围的环境。
过多的谐波和波动会导致室内照明的眩光、电器设备发出明显的噪声，同时会产生可见的震荡和振动。
二、为什么需要谐波治理1、优化电能质量首先，通过谐波治理可以明显优化电能质量，减少损耗和浪费。
2、保护电器设备其次，谐波治理可以有效保护电器设备，保证其正常、稳定、长期的工作。
3、保障电网运行终究，谐波治理也能够保障电网的正常、稳定、安全运行，保证周围环境的良好。
三、如何进行谐波治理1、滤波滤波是目前最有效的谐波治理技术之一。
它基于滤波器、电容器、电感器的技术原理，可以有效地过滤掉谐波。
滤波可以按照频率进行分类，多级滤波和谐波治理器是常用的滤波技术。
2、变压器的应用变压器是电网谐波治理技术中常用的治理器。
可以通过变压器，有效控制过高的电压、使电能流水动，减少谐波产生的电压。
通过选用铁心材料及设计变压器结构，也可减少变压器对谐波电压响应，被谐波所干扰的程度能够效果明显的降低。
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。
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三相四线制电网谐波起因危害及治理
【摘要】三相四线制电网与生产生活息息相关，本文讨论了电网，特别是三相四线制电网中存在的谐波问题，分析了谐波产生的原因，可能造成的危害以及治理措施，并提供了一个三相四线制电网谐波治理的实例。
【关键词】三相四线制电网；谐波；治理措施
1. 谐波的起因
电网中，谐波可能产生于电力系统中的任何一个环节，其中非线性用电设备是谐波产生的主要原因。
开关、功率开关器件、存在饱和的设备等都是典型的非线性用电设备。
在三相四线制系统中，中线的存在为零序电流提供了通路，使系统中存在零序电流，这也是三相四线制较三相三线制的基本特点。
零序电流来源于以下两种基本情况：
（1）三相不对称线性负载，此种情况下负载电流只含有基波，但基波含有零序电流分量。
（2）三相对称非线性负载，此种情况下3倍数次谐波电流是零序的。
现实中的负载一般是上述两种基本情况的组合，即系统中含有谐波而且每次谐波都可能含有零序电流分量。
从中我们可以看出中线电流问题和谐波问题有着很大的联系。
2. 谐波的危害
在电力系统方面，谐波主要存在以下危害：
（1）增加电力系统的热损耗，缩短其寿命[1]。
供配电线路和用电设备，谐波会产生附加的功率损耗。
谐波电流会导致电机过热，转矩脉动。
谐波电流会加剧变压器肌肤效应，局部发热问题严重。
（2）引起谐振[2]。
电力系统中存在大量的电抗器（电机、变压器等）、电容器，由他们组成的电路存在谐振固有频率，当电路中存在相应的谐波时，系统发生谐振。
谐振对谐波有放大作用，串联谐振时局部的谐波电流会很大，并联谐振时局部的谐波电压会很大。
（3）导致保护和控制设备的误动作[1]。
谐波会使得电压、电流峰值及有效值等发生改变，依赖这些参数设计的保护可能会出现误动作。
在三相四线制系统中，谐波的存在会使系统产生零序电流。
零序电流对电力系统同样存在着危害：
（1）增加系统的热损耗，包括线路的附加损耗，变压器的铁芯损耗等。
（2）引起保护设备的误动作。
（3）中性线的线径一般设计的较小，容易产生过载。
（4）造成三相电压不对称、中性的电压偏移影响系统电压特性。
3.谐波治理措施[3]
如何降低谐波对系统的危害，一方面要提高系统的抗谐波干扰的能力；另一方面要降低设备对系统的谐波注入。
对于后者，可以通过改变谐波源自身来减少或消除谐波，也可以增加滤波器来治理谐波。
从改变谐波源自身出发，可以通过改变变压器的接线方式，增加变流器的脉波数等方法消除部分谐波。
对于新开发的电力电子产品，可通过提高系统的电平数、改变算法来减少自身产生的谐波等等。
当前，减少设备自身的谐波已经被当作是一个重要的研究方向。
但是，对于早期的产品或者是楼宇中大量的小容量非线性设备，还是需要添加单独的滤波器来减少谐波。
电力系统中的滤波器可分为两种基本形式：
（1）无源滤波器PF（Passive Filter）
对于不同的谐波源有着不同的拓扑结构。
就谐波电流源而言，无源滤波器的思路是为谐波源提供一个低阻抗的通路来尽量减少对系统注入的谐波。
这类滤波器可分为单调谐滤波器、高通滤波器及双调谐滤波器等[4]。
其优点是结构简单、投资少、维护成本低。
缺点是滤波特性依赖于电网的阻抗和频率，容易产生谐振，滤波频率比较单一。
（2）有源电力滤波器APF（Active Power Filter）
APF的基本思路是首先获取系统的谐波成分，然后向系统注入与其幅值相等大小相反的谐波来抵消原有的谐波。
APF的主要问题是成本较高。
与PF相比，APF具有很多PF无法实现的功能，如补偿性能不受电网频率变化的影响，可以补偿多次谐波。
其治理方式较PF灵活很多，其性能不受系统阻抗的影响，不容易和系统发生谐振。
4.治理实例
在一个380V电网的小型车间进行了谐波治理，采用针对三相四线制的有源电力滤波器。
谐波治理效果如图1所示，图1（a）为治理前的波形，图1（b）为治理后的波形。
对比图1（a）和图1（b）可以看出谐波电流明显减少，总电流也明显减少，这是由于三相四线制有源电力滤波器投入后不仅补偿了谐波电流，而且对三相不平衡电流也进行了补偿，提高了电网质量。
（a）
（b）
图1 谐波治理效果
5.结论
三相四线制电网不仅存在三相三线制电网的谐波问题，而且还存在特有的零序电流问题，通过三相四线制有源电力滤波器可以有效的减少谐波和零序电流。
参考文献
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[4]王兆安，杨君，刘进军等.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京：机械工业出版社，2006.。