无功补偿中谐波抑制简介
无功补偿与谐波抑制概述
无功补偿与谐波抑制概述功率因数现代电力系统中，功率因数低和谐波产生的电压电流波形畸变，已成为最重要的电能质量问题。
大多数的用电设备都是根据电磁感应原理工作的，依靠建立交变磁场进行能量的转换和传递。
为建立交变磁场和感应磁通所需要的功率称为无功功率。
因此在供用电系统中除了需要有功功率P外，还需要无功功率Q，两者缺一不可。
无功功率如果都由发电机组提供，便会占用供电设备容量、增加变压器和输电线路损耗、降低设备供应电压、产生无功功率罚款导致增加用电成本。
无功功率补偿采用合理的补偿方式对系统和设备进行无功功率补偿，在电力供电系统中可以起到提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。
关于谐波随着国民经济迅速发展，大功率电力电子装置广泛应用，变压器、整流设备、直流调速系统、中高频感应加热设备、晶闸管温控设备、晶闸管调光设备、具有强烈非线性特性的电弧为介质的焊接设备、以电力电子元件为基础的开关电源、荧光灯导流、计算机、微波炉、不间断电源、充电器、音像设备、变频空调、电子节能灯等现代电子设备的大量应用，它们给电网引入大量谐波，使电网电压波形严重失真，形成谐波污染。
谐波危害：1.降低系统容量，如变压器、断路器、电缆等。
2.加速设备老化，缩短设备使用寿命，甚至损坏设备。
3.危害生产安全与稳定。
4.浪费电能。
5.干扰临近的电力、电子设备和通讯系统，影响设备的正常运行。
谐波治理谐波治理的总体思路：谐波的治理，首先考虑预防，控制好谐波产生的源头，使系统中产生的谐波尽量减小，可以更方便的展开治理或是不用再进行进一步的治理。
其次，在预防的基础上，再考虑补救措施。
特别是对于既有的用户低压系统来说，由于系统结构已经基本固定，谐波问题的解决只能通过加装电抗器、滤波器等补救措施加以控制。
谐波抑制和无功功率补偿
谐波抑制和无功功率补偿在电力系统中，谐波抑制和无功功率补偿是两个重要的问题。
谐波是指电力系统中频率为基波频率的整数倍的波动，它会导致电力系统中的电压和电流失真，对设备和电网的正常运行造成不利影响。
无功功率则是指电力系统中的无功电流和无功电压，它不参与能量传输，但却会造成电网的负荷不平衡和电压波动。
因此，谐波抑制和无功功率补偿是电力系统中必须解决的问题。
谐波抑制是指通过采取一系列措施来减小电力系统中的谐波含量，保证电力系统的正常运行。
谐波抑制的方法有很多种，其中最常见的是使用谐波滤波器。
谐波滤波器是一种能够选择性地滤除谐波成分的装置，它通过选择合适的滤波器参数和安装位置，将谐波电流引导到滤波器中，从而减小谐波对电力系统的影响。
此外，还可以采用谐波抑制变压器、谐波抑制电容器等设备来实现谐波抑制。
无功功率补偿是指通过采取一系列措施来消除电力系统中的无功功率，保证电力系统的负荷平衡和电压稳定。
无功功率补偿的方法有很多种，其中最常见的是使用无功补偿装置。
无功补偿装置可以根据电力系统的负荷情况，自动调节无功功率的大小和方向，从而实现电力系统的负荷平衡和电压稳定。
此外，还可以采用无功补偿电容器、无功补偿电抗器等设备来实现无功功率补偿。
谐波抑制和无功功率补偿在电力系统中的应用非常广泛。
首先，它们可以提高电力系统的供电质量。
谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的电压波动和电流失真，影响电力设备的正常运行。
通过采取谐波抑制和无功功率补偿措施，可以减小电力系统中的谐波含量和无功功率，提高电力系统的供电质量。
其次，谐波抑制和无功功率补偿还可以提高电力系统的能效。
谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的能量损耗和电网负荷不平衡，降低电力系统的能效。
通过采取谐波抑制和无功功率补偿措施，可以减小电力系统中的能量损耗和电网负荷不平衡，提高电力系统的能效。
最后，谐波抑制和无功功率补偿还可以提高电力系统的稳定性。
谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的电压波动和电流失真，影响电力系统的稳定性。
无功补偿中对谐波的抑制作用及电抗率的选择及电容器的端电压计算
电容器的端电压计算、电容器的端电压计算 Ucn ； Ucn=Uxn 心-电抗器的电抗率%）【Ucn 为电容器的额定端电压、 Uxn 为电网的线电压】，注；抑制5次以上的谐波时，电抗器的电抗率取4.5%〜6%，抑制3次以上的谐波时，电抗器的电抗率取12%，所以在选择无功补偿有电抗器时电容器一定要注意其端电压的选择。
②、电容器回 路电流的计算；lcn= Uxn/（1-电抗器的电抗率%）【Icn 为电容器的回路电流、Uxn 为电网的线电压】，所以 在选择其熔断器及热继电器时一定要把这时的电流一并考虑进去。
③、电抗器的电抗率 %是指串联电抗器的相感抗Xln 占电容器的相容抗 Xcn 的百分比，电容器回路线电流的计算； Icn=Qc/UxnV3=Uxn/ XcnV3 。
Xcn= Uxn2/ Qc 。
④、电容器串联电抗器后，其无功补偿的补偿量 =1.062 Qc ，提高了 6.2%。
⑤、并联电容器可以长期允许运行在1.1倍的额定线电压下。
a 、电抗器的电抗率为6%时，则电容器的端电压升高6.4%。
b 电抗器的电抗率为 12%时，则电容器的端电压升高 13.6%。
无功补偿中对谐波的抑制作用及 电抗率的选择随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，如低压它是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，从而引起电网的谐波“污染”。
产生电网谐波“污染”的另一个重要原因是电网接有冲击性、 大型轧钢机、电力机车等，它们在运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且会使电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重。
这不仅会导致供用电设备本身的安全性降低,与电容器组任意组合， 更不能不考虑电容器组接入母线处的谐波背景。
器抑制谐波的作用展开分析，并提出电抗率的选择方法。
1谐波的产生及其主要构成成分小容量家用电器和高压大容量的工业用交、直流变换装置，特别是静止变流器的采用，由于波动性负荷，如电弧炉、 而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，形成了对电网的“公害”。
谐波治理及无功补偿方案
谐波治理及无功补偿方案谐波治理及无功补偿方案随着现代电力系统的快速发展和应用，电力质量问题日益凸显。
其中一个主要问题就是谐波污染，谐波污染会对电力系统产生极大的危害，如烧毁电器设备、造成供电失灵等。
为了有效解决谐波污染问题，可以采用谐波治理及无功补偿方案。
一、谐波治理1.谐波发生的原因谐波是指电源产生的不同于基波频率的信号，其会把电力系统中的电压和电流形成很多波峰，属于高频电流。
2.谐波的产生谐波的形成，主要是由非线性负载所引起（例如变频器、电子电路等），这些负载会对输电线路上传输的电能进行畸变，导致电力系统中产生多余的波形。
3.谐波的危害谐波的危害十分显著，其主要表现为电力系统中的电器设备可能会受到烧毁的风险，从而引发一系列的安全事故和设备故障。
4.谐波治理方案（1）滤波器法：通过在负载侧增加合适的滤波器，可以去除输出信号中的高频波形，让电力系统中的电路保持基波同步。
（2）减小非线性负载法：由于非线性负载是谐波形成的主要原因，因此可以通过减少或替换负载器件，从而降低谐波的产生。
（3）提高系统阻抗法：当系统的阻抗增加时，电源的输出电流会减少，从而谐波的产生会得到一定的减少。
二、无功补偿1.无功补偿的原理无功补偿是一种电力系统中无功功率的调节方法，其通过连接电容器或电感器，来对补偿线路进行补偿，从而实现对无功功率的控制和调节。
2.无功功率的特点无功功率具有波动性和成段性的特点，这是由于电力系统中产生的无功功率主要受到负载方向或回路的变化所影响。
3.无功补偿的作用（1）提高功率因数：在无功补偿的情况下，系统的功率因数会有所提高，从而有效降低负载对电力系统的影响。
（2）降低电网损耗：通过对电路进行无功补偿，可以将电力系统中的无功功率转化为有用的有功功率，从而减少电网的能量损耗。
（3）提高电力系统的稳定性：无功功率的波动会影响电力系统的稳定性，因此，通过无功补偿，可以有效地提高电力系统的稳定性。
4.无功补偿方案（1）串联电容补偿法：通过在电路中增加合适的等效容值，可以将谐波电流从发电端分流到电容器中。
谐波抑制的方法及其特点
谐波抑制的方法及其特点谐波抑制是指在电力系统中，通过各种技术手段来减小或消除系统中的谐波，以保证系统的稳定运行和电能质量的提高。
谐波对电力系统的影响主要表现在电源侧产生电能浪费、设备过热和电力系统的持续稳定性等方面。
下面将介绍一些常用的谐波抑制方法及其特点。
1.无功补偿方法无功补偿是通过在电力系统中引入无功电流，通过与谐波电流进行干涉或互相对抗来实现谐波抑制的目的。
根据无功补偿方式的不同，可以分为静态无功补偿和动态无功补偿两类。
静态无功补偿是指通过在电力系统中连接静止的无功补偿装置，如电容器组或者电感器组，并采用并联或者串联的方式补偿谐波功率。
静态无功补偿适用于较小规模、较低谐波频率的谐波问题。
特点是结构简单、投资成本低，但对谐波的抑制能力有一定限制。
动态无功补偿是指通过在电力系统中连接可以根据网侧电压和电流动态调整的电力电子装置，来实时地进行无功补偿。
动态无功补偿器可以根据谐波电流的频率和相位进行自适应地补偿。
特点是可靠性高、补偿能力强，适用于大规模、高谐波频率的谐波问题。
2.谐波滤波器谐波滤波器是一种通过滤除谐波电流或电压来实现谐波抑制的设备。
它由各种谐波滤波器元件（如电感、电容器、电阻等）组成，通过选择适当的元件参数和连接方式，可以在不同频率的谐波上实现良好的抑制。
谐波滤波器可以分为被动滤波器和主动滤波器两种。
被动滤波器是指通过合理选择谐波滤波器的元件参数和连接方式，在电力系统的敏感载荷端或供电侧连接谐波滤波器，以吸收或滤除谐波电流或电压。
被动滤波器结构简单、可靠性高，但对谐波内容和负载变化敏感，需要定期维护和调整。
主动滤波器是指通过控制电力电子开关装置工作时序，实时地感知谐波电流并进行相应的抗谐波干涉，以达到谐波抑制的目的。
主动滤波器具有自适应性强、动态响应速度快、滤波能力强等特点，适用于高谐波内容、频率变化较大的系统。
3.绝缘调频（PWM）技术绝缘调频技术是一种通过采用电力电子器件，通过调节电压和电流的幅值、频率和相位等参数，实现对谐波的抑制。
对电力系统无功补偿及谐波抑制策略的研究
对电力系统无功补偿及谐波抑制策略的研究【摘要】大容量变流设备的应用越来越广泛，电力系统中的电压与电流波形发生畸变，不仅降低了电能质量，而且影响到电力系统的正常运行，因此针对电力系统的谐波治理与无功补偿技术，不仅可以提升供电设备运行的稳定性与工作效率，而且可以在保证供电质量的前提下降低供电成本，所以有着重要的现实意义。
本文就针对电力系统的无功补偿技术与谐波抑制策略进行分析。
【关键词】电力系统无功补偿谐波抑制1 谐波的产生与危害1.1 谐波的产生具体而言，谐波是由谐波电流源产生的。
在正弦电压施加于非线性负荷条件下，电流就会变换为非正弦波，而负荷连接电网，相应的电网中就会注入非正弦电流，在电网阻抗上产生压降，最终形成非正弦波，受其影响，电压与电流的波形均会产生畸变。
由此可知，电网的谐波源主要来自于非线性负荷。
在电力系统中，谐波源的种类大概可以分为三种，一种为半导体非线性负载，包括各种整流设备、交直流换流设备、相控调制变频器、其它节能电力电子设备与控制设备等；另外一种为磁饱和非线性负载，主要来自于变压器、发电机以及电抗器等设备；还有一种为电弧非线性负载，主要来自于各种气体放电灯、冶金电弧炉以及直流电弧焊等。
之前由于电力电子设备的应用不如现在这么广泛，因此磁饱和非线性负载以及电弧非线性负载为主要的谐波源，但是随着电子电力设行的应用越来越广泛，半导体非线性负载逐渐成为最主要的谐波来源。
1.2 产生谐波的主要原因与谐波危害多种因素均可导致谐波的产生，不过常见的有两种，即由于非线性负荷产生的谐波，另外一种则是由逆变负荷产生的谐波，前一种负荷包括可控硅整流器以及开关电源等，这种负荷所产生的谐波频率通常是工频频率的整数倍，比如三相六脉波整流器主要产生5次、7次谐波，三相十二脉波整流器主要产生11次与13次谐波；而后一种负荷除了产生整数次谐波外，还会产生分数谐波，其频率为逆变频率的两倍，比如中频炉采用三相六脉波整流器，其工作频率为820hz，不仅会产生5次、7次谐波，而且还会产生分数谐波，其频率为1640hz。
无功补偿对电力系统电流谐波的控制
无功补偿对电力系统电流谐波的控制随着电力系统电力负荷的增加以及非线性负荷的引入，电力系统中的电流谐波问题日益严重。
电流谐波会带来多种负面影响，如降低设备工作效率、引起设备振动噪声和导致电网电压波动等。
为了有效控制电力系统中的电流谐波，无功补偿技术被广泛应用。
本文将讨论无功补偿对电力系统电流谐波的控制。
一、无功补偿技术概述无功补偿技术是一种通过改变电力系统中的无功功率来调整功率因数的技术手段。
它通过引入补偿设备，如无功补偿电容器或静止无功发生器（STATCOM），来实现对电力系统的无功功率的调节。
无功补偿技术可以分为静态无功补偿和动态无功补偿两种类型，根据实际情况选择合适的无功补偿技术。
二、无功补偿对电流谐波的控制机理电流谐波主要由非线性负荷引起，而无功补偿设备的引入可以通过改变电压相位来抵消非线性负荷引起的电流谐波。
因此，无功补偿可以控制电力系统中的电流谐波。
无功补偿设备的控制可以通过以下几个方面实现：1. 频率选择性滤波：无功补偿设备可以设置特定频率的滤波器，从而选择性地滤除特定频率的电流谐波。
2. 谐波抑制：无功补偿设备可以根据电流谐波的特点，通过控制电流的大小和相位来抑制电流谐波的产生和传播。
3. 架设滤波器：无功补偿设备可以架设滤波器来滤除电流谐波，从而减少电力系统中的谐波污染。
通过以上控制措施的应用，无功补偿可以对电流谐波进行有效的控制和抑制。
三、无功补偿对电力系统的影响无功补偿技术的引入对电力系统具有多方面的影响，主要包括以下几个方面：1. 提高功率因数：通过无功补偿设备的引入，电力系统的功率因数可以得到有效的提高，降低无功功率的流动，提高电网运行效率。
2. 改善电压质量：无功补偿设备可以提供额外的无功功率，从而稳定电网电压，减少电压波动和电压失真，提高电力系统的电压质量。
3. 减少电流谐波：无功补偿设备可以有效地抑制电流谐波的产生和传播，减少谐波对电力系统设备的影响，提高设备的工作效率和可靠性。
无功补偿技术对电力系统谐波的抑制
无功补偿技术对电力系统谐波的抑制电力系统中，谐波问题一直是一个不容忽视的挑战。
由于现代电力系统中大量使用非线性负载设备，如电脑、变频器等，这些设备产生的谐波信号会对电力系统的正常运行产生不利影响。
为了解决这一问题，无功补偿技术应运而生，它能够有效地抑制电力系统中的谐波。
无功补偿技术是一种通过添加无功功率来改善电力系统功率因数的方法。
它的原理是在电力系统中引入一种特殊的电力装置，即无功补偿器，它能够主动地产生无功功率，与系统中的谐波信号进行相消，从而达到抑制谐波的目的。
无功补偿技术的主要作用是提高电力系统的功率因数。
功率因数是衡量电力系统效率的一个重要指标，它反映了电力系统中有用功率与总功率之间的比例关系。
当电力系统中存在谐波时，谐波会使系统的功率因数下降，从而导致能源的浪费和电力系统的不稳定。
通过利用无功补偿技术，可以将谐波信号与无功功率相消，从而提高系统的功率因数。
除了提高功率因数外，无功补偿技术还可以有效地抑制电力系统中的谐波。
谐波是一种频率与基波频率成整数倍关系的电信号，它会导致电力系统中电流和电压的畸变，影响系统的正常运行。
通过引入无功补偿器，可以有效地消除谐波信号，减少系统的谐波畸变，提高电力系统的稳定性和可靠性。
在实际应用中，无功补偿技术有多种形式，其中最常见的是容性无功补偿和电容无功补偿。
容性无功补偿主要利用电容器来产生无功功率，与谐波信号相消，抑制谐波的产生；而电容无功补偿则是通过电感器来产生无功功率，在电力系统中起到抑制谐波的作用。
这两种技术可以单独应用，也可以同时应用，根据电力系统的具体需求进行选择。
值得一提的是，无功补偿技术对电力系统的抑制效果是与补偿器设计和配置密切相关的。
合理选择无功补偿器的容量和类型，以及其布置方式，是确保无功补偿技术发挥最佳效果的关键。
此外，无功补偿技术还需与其他谐波抑制方法相结合，如谐波滤波器等，以进一步提高抑制效果。
综上所述，无功补偿技术在电力系统中对谐波的抑制起着重要作用。
无功补偿及谐波抑制装置的设计
无功补偿及谐波抑制装置的设计无功补偿及谐波抑制装置的设计无功补偿及谐波抑制装置是一种能够有效改善电力系统质量的装置。
它可以对电力系统中的无功功率进行补偿，降低电力系统中的谐波含量，提高电力系统的功率因数和电能利用率。
本文将介绍无功补偿及谐波抑制装置的设计原理和实现方法。
一、无功补偿及谐波抑制装置的设计原理无功补偿及谐波抑制装置的设计原理是基于电力系统中存在的无功功率和谐波问题。
在电力系统中，由于电感和电容的存在，会产生一定的无功功率。
这些无功功率会导致电力系统的功率因数下降，影响电力系统的稳定性和电能利用率。
同时，电力系统中的谐波也会影响电力系统的稳定性和电能利用率。
因此，无功补偿及谐波抑制装置的设计原理就是通过对电力系统中的无功功率和谐波进行补偿和抑制，提高电力系统的功率因数和电能利用率，保证电力系统的稳定性。
二、无功补偿及谐波抑制装置的实现方法无功补偿及谐波抑制装置的实现方法主要包括三个方面：无功补偿、谐波抑制和控制系统。
1. 无功补偿无功补偿是指通过在电力系统中加入无功补偿装置，对电力系统中的无功功率进行补偿，提高电力系统的功率因数。
无功补偿装置主要包括静态无功补偿装置和动态无功补偿装置。
静态无功补偿装置主要包括电容器和电感器，通过对电力系统中的电容和电感进行补偿，提高电力系统的功率因数。
动态无功补偿装置主要包括STATCOM和SVC，通过对电力系统中的电压进行调节，实现对电力系统中的无功功率进行补偿。
2. 谐波抑制谐波抑制是指通过在电力系统中加入谐波抑制装置，对电力系统中的谐波进行抑制，降低电力系统中的谐波含量。
谐波抑制装置主要包括谐波滤波器和谐波抑制变压器。
谐波滤波器通过对电力系统中的谐波进行滤波，降低电力系统中的谐波含量。
谐波抑制变压器通过对电力系统中的谐波进行抑制，降低电力系统中的谐波含量。
3. 控制系统控制系统是指通过对无功补偿及谐波抑制装置进行控制，实现对电力系统中的无功功率和谐波进行补偿和抑制。
无功补偿与谐波抑制
谐波放大是指流入系统的谐波电流比谐波源本身更大的情况，系统的阻抗为感性，当在某次谐波下，电容器支路的阻抗呈现容性时，谐波电流流出电容器支路--而不是流入，这样，流入系统的谐波电流就比谐波源本身更大了，就造成了谐波放大。
最极端的情况就是发生并联谐振！所以，电容器支路一般串联一定电抗率的电感，避免这种情况发生。
为了补偿负载的无功功率，提高功率因数，常在负载处装有并联电容器。
在工频频率的情况下，这些电容器的容抗比系统的感抗大得多，不会产生谐振。
但对谐波频率而言，系统的感抗大大增加，而容抗大大减少，就可以产生并联谐振或串联谐振，使谐波电流放大。
一、先看看谐振所需条件：电源、感性负载、容性负载产生方式：感性负载与容性负载并联，有电流流入原理：因感性负载与容性负载阻抗互相呈180度角，所以并联后总电流=感性负载电流-容性负载电流。
举例：总电流100A=感性负载电流500A-容性负载电流400A这里总电流为从设备出来的谐波电流，感性负载就是变压器，容性负载就是纯电容，因此谐波被放大了。
要避免这种情况，只需改变电容器组为感性负载就好。
呈感性时，总电流=感性负载电流+感性负载电流所以串上电抗，使整体在50HZ时呈容性，用作无功补偿，在谐波电流频率下（150HZ、250HZ、350HZ等）呈感性二、如何计算电容电抗器组的谐振点这里有个公式：Fo=50*√（XC/XL）举例：电抗率为6.3，则Fo=50*√（100/6.3）=199.2HZ也就是说，在通过199.2HZ电流时，电容电抗器组总阻抗为0，整体对小于199.2HZ的电流呈容性，对大于199.2HZ的电流呈感性。
所以电抗率为6.3的电容电抗器组不会放大200HZ的4次谐波电流（在200HZ时呈感性），同时其在200HZ时阻抗依然非常小，可以吸收大量4次谐波电流。
三、无源滤波器其实就是电容电抗器组，针对不同的谐波阶次设计相应的电抗率。
无源滤波器的谐振点越靠近谐波电流频率，吸收效果越好。
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时，可将整流变压器一次侧绕组分别交替 接成Y型和△型，使5次和7次谐波相抵消。
并联电容器引起的谐波问题
一、放大谐波，引起电容器过电流。 二、引起谐波电流的并联谐振。 三、引起谐波电压的串联谐振。
一、放大谐波，引起电容器过电流。 In
1.改变设备? 2.改变电网? 3.改变电容?
变压器
谐波电流 I5 , I7 ,I11 …
LOAD
电抗器 电容器
为了防止补偿回路谐振过电流，我 们需要在并联电容器上串联一个适当电 抗率为P的电抗，以抑制谐波，保护补 偿电容器，那么这个电抗的选择就需要 使补偿回路对基波呈容性，对需要抑制 的谐波呈感性，这样就能防止谐波引起 的谐振。
波
V5 , V7,
电
V11…..
流
谐波电压流经 阻抗为 0 的回路时
将产生无限大的谐波电流
与系统产生串联谐振
V5 , V7 ,V11…..
变压器
LOAD
-
造成电容器故障
电容器
- 增大谐波对电网的影响
如何避免谐波影响?
- 如何避免电容器过电流
- 如何避免与系统产生并联谐 振
- 如何避免与系统产生串联谐 振
一、对称性 奇对称：没有余弦项 偶对称：没有正弦项
半波对称：没有直流分量和偶次谐波
电力系统是由双向对称的元件组 成的，这些元件的电压和电流具 有半波对称的特性。
因此，电力系统中一般不包含偶次谐波。
二、相序性
正序谐波
负序谐波
零序谐波
A
C
B
正相序谐波(3n+1)
4、7、10、13 …
A
B
C
负相序谐波(3n -1)
TH V(D % )V22V32V .1..Vn12Vn210 % 0
总谐波电流畸变率
TH I(% D)I22I32.I1..In12In210 % 0
国标谐波电压限值
国标谐波电流限值
产生谐波的设备： 谐波源
谐
波
电
流
主要
源
负荷端
谐 波 电 压 源 系统端
谐波产生源
➢铁磁性设备
发电机、电动机、变压器等
➢电弧性设备
电弧炉、点焊机等
➢电子式电力转换器
整流器、变频器、 UPS等
谐波的影响
1. 造成线路过载、发热、甚至短路。 2. 造成电网的并联谐振与串联谐振。 3. 影响通讯系统的正常工作 。 4. 造成计量仪表显示不准确。 5. 导致设备无法正常工作
谐波含量过高，将会造成
电缆 集肤效应 过载发热
当电流流经负载时，与所 加的电压不呈线性关系，就 形成非正弦电流，即电路中 有谐波产生。
谐波产生源
线性负荷： V
不产生谐波
电阻性元件 频率相依元件
非线性负荷： V
I
谐波产生源
铁磁性设备
电弧性设备
I
电子式电力转换器
谐波表示法 任何周期波形都可以展开成傅立叶级数表示
f (t)A0 [An cosntBnsinnt] n1 A0 [Cnsinn(tn)] n1
In
Isn
Xcn XsnXcn
In
由上式可看到，当Xsn等于Xcn时，Icn与Isn等于无穷 大，此时电容与变压器发生了电流并联谐振。
Load
Harmonic I5 , I7,的 为无限大 谐 波 电 压
谐波电流流经 阻抗无限大的回路时
将产生无限大的谐波电压
VV 1 2 V 2 2 V 3 2 .. V .n 1 2 V n2
电流有效值：
II1 2 I2 2 I3 2 .. I .n 1 2 In 2
第h次谐波含有率
第h次谐波电压含有率
HRUh U U1h 10% 0 第h次谐波电流含有率
HRhI
Ih I1
100%
总谐波畸变率：
总谐波电压畸变率
0
2
An T
T f (t ) cos( n t ) dt 1
0
2
f (t ) cos( nx )dx
0
An
2 T
T f (t ) sin( n t ) dt 1
0
2
f (t ) sin( nx )dx
0
C n An2 Bn2
n arctan(
An ) Bn
x 0t
谐波的特性 对称性 相序性 独立性
Harmonic Xcn
Load
无
限
大
Xsn
的 谐
波
电
压
无限大的谐波电压 将与电网与电容器间,产生大电流 将迅速造成电容器故障
三、引起谐波电压的串联谐振。
谐波电压源
Vn
变压器阻抗
Xsn
补偿电容器
Xcn
ZnXsnXcn
当 Xsn=Xcn 时
Zn的阻抗为 0
与系统产生串联谐振
无
限
大
的
谐
Harmonic
f (t) — 一个频率为f0的周期函数，其角
频率为ω0=2πf0,周期 T=1/f0=2π/ω0
C1sin(0t1)—基波分量 Cnsinn(0tn)—第n次谐波， 它的幅C值 n，为频率 nf0为 ,相位为 n
傅立叶级数的系数由下式给出 :
A0
1 T
T
f (t )dt
1
0
2
2
f (t )dx
2、5、8、11…
A B C
零相序谐波(3n) 3、6、9、12 …
独立性：
不同谐波的响应是相互独立的， 我们可以将各次谐波分别处理，再相 互叠加求出总的谐波响应。
谐波的度量方法：
一、有谐波分量存在的电压电流有效值。 二、第h次谐波含有率。 三、总谐波畸变率。
有谐波分量存在的电压电流有效值
电压有效值：
无功补偿中的 谐波抑制简介
谐波抑制简介
什么是谐波
对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解， 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，这部分电量称为 谐波，谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1)称为谐 波次数，谐波实际上是一种干扰量，使电网受到 污染。
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。
变压器 噪音 温升
通讯 产生感应电磁场
PC 计算机 显示屏跳动 数据失真
M:电机 振动 发热
UPS 工作不正常
电容器 烧毁故障 谐振放大谐波
G:发电机 停机 无法供电
etc 其它
谐波的方向
谐波电流
B用户
谐波的污染
用户 - A
用户 - B
用户 - C
负载
负载
抑制谐波的措施
1. 在补偿电容器回路串联电抗器。 2. 装设由电容、电感及电阻组成的单调谐滤
谐波电 流源
补偿电容
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变压器 阻抗
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LOAD
谐波电流 I5 , I7 ,I11 …
电容器
- 造成电容器故障 - 增大谐波对电网的影响
二、引起谐波电流的并联谐振。
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