电网谐波及其抑制
电网谐波的危害及其抑制
振 过 电压 ， 就பைடு நூலகம்有 可 能 使 线 路 和 设 备 的绝 缘 被 击 穿 ， 这 造 成 短 路 事 故 。 谐 波 还 可 造 成 系统 的 继 电保 护 和 自
Ｄｙ ｌ联 结 的 变 压 器 ， 一 次 绕 组 为 三 角 形 接 法 ， ｎｌ 其 ３
及 频 率 为 基 波 频 率 整 数 倍 的 各 次 谐 波 ， 波 以 外 的 基 各 次谐 波通常 称 为 “ 次谐 波 ” 高次 谐 波 的产 生 ， 高 。 将 严 重 影 响 电 力 系 统 的 供 电 质 量 和 用 户 的用 电 质 量
倍 次 谐 波 电流 在 三 角 形 联 结 绕 组 内 形 成 环 流 而 不 致
注入公 用 电 网 ， 注 入 公 用 电 网 的＂ 可 ｄ 有 ５ ７ １ ｚ只 、、 １
… …
等次 谐波 。 增 加 整 流 变 压 器 二 次侧 的 相 数
３． ２
整 流 变 压 器 要 采 用 Ｄｙ或 Ｙｄ接 线 ， 要 增 加 二 还 次 侧 的 相 数 。整 流 变 压 器 二 次 侧 相 数 越 多 ， 流 输 整 出波 形 的 脉 动 就 越 小 ， 低 数 次 的 谐 波 被 消 去 的 也 其 就 越 多 。 例 如 整 流 变 压 器 二 次 侧 为 ６相 时 ， 现 的 出 ５次 谐 波 电 流 为 基 波 电 流 的 １ ． ％ ， 次 谐 波 电 流 ８５ ７
及 用 电安 全 。 ２ 谐 波 的 危 害 谐 波 对 电力 系 统 和 电 气 设 备 的 危 害 很 大 。 谐 波 可 使 电力 系 统 发 生 电 压 谐 振 ， 而 在 线 路 上 产 生 谐 从
浅谈电网谐波的产生及抑制
如果公 用 电 网 的谐 波特 别 严 重 ， 不 但 使 接 则 人该 电 网的设备 （ 电视机 、 算 机 等 ） 法 正 常 工 计 无 作 ， 至会 造成故 障 ， 甚 而且 还会 造成 向公 用 电 网的 中性 线 注人 更 多 电流 ， 成 超 载 、 热 ， 响 电力 造 发 影 正 常输 送 。
动 ， 整 流 器 的 输 出 端 看 ， 相 电 流 波 形 为 矩 形 从 每
波 ， 是正 弦波 ， 不 利用傅 氏级数 展开 式展 开周 期 的 矩形波 形 ， 以看到 除 了工 频 正弦波 （ ０ ｚ 可 ５ Ｈ 基波 ）
生 的电流稍 偏 离 正 弦 电 流 。当然 ， 个 这 样 的 电 几
２１ ０ ０年第 ４期 （ 术
３ ３
浅谈 电网谐波 的产生及抑制
赵 迹
（ 尔滨投 资 集 团有 限责任 公 司 ） 哈 摘 要： 着重阐述 了电网谐波的产生， 分析 了可能 出现的危害 ， 出了如何抑制谐 波技术 。 并提 文章编 号 ：０ ９— ２ ０ ２ １ ）４— ０ １一 ３ １０ ３３ （００ ０ ００ Ｏ
收 稿 日期 ：２ １ Ｏ ０ ０一 １—１ ８ 修 订稿 日期 ：２ １ ００—０ ２—１ ０
谐波电流 ， 特别是 ３次（ 及其倍数 ） 谐波侵入 三角形 连接 的变 压器 ， 会在 其绕 组 中形成 环 流 ， 使 绕组发 热 。对 Ｙ形 连 接 中性 线 接 地 系统 中 ， 入 侵 变压 器 的 中性线 的 ３次谐 波 电流会 使 中性 线
外， 叠加了一系列 高次波形——谐波。应该说 电 动机 采用 变频 器进 行 调 速 ， 以高 水 平完 成 调 速 可 外 ， 可 以节省 大 量 电能 （ ３ ％ ） 但 如 前 面分 也 近 ０ ， 析 ， 频调 速过程 中要 产生 高 次谐波 ， 变 即形成 高次 谐波 污染 ， 成 厂 区 的 电视 、 响 系 统 不 正 常工 造 音 作 ， 要 干扰二 次 仪 表— — 压 力 、 量 、 编 程 控 还 流 可 制器及 智 能控制 器正 常工 作 ， 波还 要使 变压 器 、 谐 电 动机 、 电容器 及 电抗 器产 生 过 热 。⑥ 电弧 炉运 行引起 电压波动 。
电力谐波的产生原因及抑制方法
电力谐波的产生原因及抑制方法电力谐波是指电力系统中产生的非正弦波形，它由于交流电系统中的非线性负载、电力线上的电容器和电感器等因素引起。
电力谐波在电力系统中的存在可能会导致设备的故障、能源浪费和电网负载能力的下降。
因此，对电力谐波的产生进行有效的抑制是非常重要的。
1.非线性负载：非线性负载是电力谐波的主要源头。
非线性负载通常包括电力电子设备，如电视、计算机、UPS电源、逆变器、风力发电机等。
这些设备的工作原理会产生非线性电流，进而导致电网中谐波的产生。
2.电容器和电感器：电容器和电感器也会对电力谐波的产生做出贡献。
在电力系统中，电容器和电感器常用于无功补偿和电能储存。
然而，由于电容器和电感器的等效电路具有谐振特性，它们会对电力谐波起到放大的作用。
3.电网接地方式：电网的接地方式也会影响电力谐波的产生。
当电网采用不完全中性接地时，地线电流会导致电子设备的谐波污染。
抑制电力谐波的方法有多种，下面将介绍几种常见的方法：1.优化电力系统设计：对于新建的电力系统，可以采用谐波抑制措施进行设计。
例如，将非线性负载远离主要的电源和敏感设备，减少非线性负载对谐波的干扰。
2.增加电力系统的容量：增加系统容量可以降低电力谐波对设备的影响。
通过增加设备的容量，可以减少设备的负载率，从而降低了负载谐波。
3.应用谐波滤波器：谐波滤波器是目前应用最广泛的抑制电力谐波的方法之一、谐波滤波器可将电力谐波从电网中滤除，从而减少对设备的影响。
4.提高设备的抗谐波能力：可以通过改善设备的设计或增加额外的抗谐波装置，使得设备能够更好地抵抗电力谐波的干扰。
5.加强监测和管理：及时监测电力谐波的产生和影响程度，对于谐波超标的情况进行调整和管理。
可以采用在线监测系统对电力谐波进行实时监测，并根据监测结果采取适当的措施。
综上所述，电力谐波的产生原因主要是非线性负载、电容器和电感器以及电网接地方式等因素的综合作用。
为了有效抑制电力谐波，需要采用适当的方法，包括优化电力系统设计、增加系统容量、应用谐波滤波器、提高设备的抗谐波能力以及加强监测和管理等。
电力系统中的谐波及其抑制措施
电力系统中的谐波及其抑制措施谐波是电力系统中常见的一种电信号，它是由电力系统中非线性设备引起的。
谐波会导致电力系统不稳定、设备损坏和通信干扰等问题，因此谐波的抑制是电力系统设计和运行中的重要问题。
谐波的产生原理是电力系统中的非线性元件（如整流器、变频器、电弧炉等）在电压或电流作用下，产生不对称的电压或电流波形，导致谐波频率的波形在电力系统中传播和扩散。
常见的谐波频率包括3次、5次、7次等奇次谐波，以及2次、4次、6次等偶次谐波。
谐波对电力系统的影响包括以下几个方面：1.电力系统不稳定：谐波产生的电压波形失真会导致电力系统的电压稳定性下降，可能导致设备的过电压或欠电压现象，进而影响到电力系统的正常运行。
2.设备损坏：谐波电流会导致电力设备内部的电机、变压器等元件温度升高，进而影响到设备的寿命和可靠性。
3.通信干扰：谐波会在电力线上传播，通过电网对通信系统产生干扰，降低通信系统的传输质量。
为了抑制谐波，可以采取以下几种措施：1.使用谐波滤波器：谐波滤波器是一种专门用于抑制谐波的滤波器。
它可以根据谐波频率的不同，选择相应的滤波器进行安装，从而削弱或消除谐波成分。
2.控制负载谐波含量：减少非线性装置的使用，或者采用符合电力系统标准的电气设备，可以降低谐波的产生和传播。
3.设备绝缘和保护：合理选择电力设备的额定容量和绝缘等级，增加设备的绝缘保护，提高设备的抗谐波能力。
4.进行谐波分析和监测：对电力系统中的谐波进行分析和监测，及时了解谐波的产生和传播情况，以便采取相应的措施进行调整和优化。
5.增加电力系统的容量和稳定性：通过增加线路容量、改善电力系统的稳定性，可以降低谐波对电力系统的影响。
综上所述，谐波是电力系统中的一个重要问题，对电力系统的稳定性和设备的正常运行产生不利影响。
通过采取谐波滤波器、控制负载谐波含量、设备绝缘和保护、谐波分析和监测、以及增加电力系统的容量和稳定性等措施，可以有效地抑制谐波，维护电力系统的正常运行。
小议电网谐波产生及抑制措施论文
小议电网谐波的产生及抑制措施【摘要】电网中谐波问题日益严重，对其进行有效的抑制，已成为电力系统安全运行工作的重要内容之一，文章主要对电网谐波的产生及抑制措施进行探讨。
【关键词】电网谐波；危害；抑制；检测随着工业、农业和人民生活水平的不断提高，电能需求成倍增长，对供电质量及供电可靠性的要求也越来越高。
同时随着我国冶金、化学工业及铁路交通运输事业的发展，电力系统中的谐波问题也日趋严重。
电网谐波使得电压、电流的波形发生了畸变，使电力系统的发、供、用电设备出现许多异常现象和故障，产生了严重的危害和影响。
对其进行有效的抑制，已成为电力系统安全运行工作的重要内容之一。
１．谐波的产生所谓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，有数字频谱的特征。
不同频率的谐波对不同的电气设备会有不同的影响。
谐波主要产生于两类元件①含半导体的非线性电气元件；②含电弧和铁磁非线性设备。
由于这两类元件广泛存在于电力线路中，所以谐波来源于三个渠道:1.1 发电机由于三相绕组难做到绝对对称，铁芯也难做到绝对均匀，因此发电机会产生一些谐波。
1.2输配电产生谐波主要是电力变压器会产生谐波，由于变压器设计上铁芯磁密选择接近饱和点，铁芯饱和程度越高，变压器偏离线性越远，谐波电流就越大，另外变压器三相绕组、三相铁芯也是难做完全一致，也会造成谐波电流，其中三次谐波电流可达到额定电流的0.5%。
另外并联电容器如选用抑制冲击电流电抗器的电抗率不当，会将谐波电流放大。
1.3 用电设备产生谐波1.3.1 整流设备。
由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等方面得到广泛应用，给电网造成大量的谐波。
晶闸管整流采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，留下的是另一部分缺角的正弦波，为此含有大量的谐波。
统计表明整流装置产生的谐波，占所有谐波近40%，是最大的谐波源。
1.3.2变频装置。
变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备，由于采用相位控制，谐波成分复计，既有整数次谐波，还含有分数次谐波，这类装置一般功率很大，随着变频调速的发展，谐波危害会越来越大。
电网谐波的危害及抑制技术
电网谐波的危害及抑制技术随着工业、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，电力质量（ＰｏｗｅｒＱｕａｌｉｔｙ）受到人们的日益重视。
例如，工业生产中的大型生产线、飞机场、大型金融商厦、大型医院等重要场合的计算机系统一旦失电，或因受电力网上瞬态电磁干扰影响，致使计算机系统无法正常运行，将会带来巨大的经济损失。
电梯、空调等变频设备、电视机、计算机、复印机、电子式镇流器荧光灯等已成为人民日常生活的一部分，如果这些装置不能正常运行，必定扰乱人们的正常生活。
但是，电视机、计算机、复印机、电子式照明设备、变频调速装置、开关电源、电弧炉等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。
集成度愈来愈高的微电子技术使计算器的功能更加完美，体积愈来愈小，从而促使各种电器设备的控制向智能型控制器方向发展。
随着微电子技术集成度的提高，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。
例如，２０世纪７０年代计算机迅速普遍推广，电磁干扰及抑制问题更是十分突出，一些功能正常的计算机常出现误动作，而无法找出原因。
１９６６年日本三基电子工业公司率先开发了“模拟脉冲的高频噪音模拟器”，将它产生的脉冲注入被试计算机的电源部分，结果发现计算机在注入１００～２００Ｖ脉冲时就误动作，难怪计算机在现场无法正常工作，其原因之一是计算机的电源受到了污染。
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。
国际电工委员会（ＩＥＣ）已于１９８８年开始对谐波限定提出了明确的要求。
美国“ＩＥＥＥ电子电气工程师协会”于１９９２年制定了谐波限定标准ＩＥＥＥ—１０００。
谐波对配电网的影响及抑制措施
配 电网电压 电压正弦波 各次谐波含有 （Ｋ Ｖ） 畸变率 （％） 率 （％） 奇次 偶次
０ ． ３ ８ ６ ４ ． Ｏ
１ ０
加到 １ ２ 相 时 ，则 出现 的 ５ 次 谐波 电流将 降到 基波 电流 的 ５ ％ 左 右 ，７ 次谐 波 电流 降也将 降 到基波 电流 的 ３ ％ 左 右 ，均可 以 达到 ４倍左 右处 理效 果 。 ４ ＿ ３ 加装 谐波 抑制 和无 功补偿 装 置 配 电 网谐 波 被 动 抑 制现 广 泛 采 用 的 滤 波 器 技术 ，包 含 有 源滤 波 器 和 无 源 滤 波 器 两 大类 。利 用 时域 补偿 机 理 的有 源 滤 波 器 抑制 装 置 ，其 可 以根 据 配 电 网运 行 工 况 做 到适 时适 量 补 偿 ，且 运 行 过 程 中不 会 增 加 配 电 网 的容 性 元 件 ，但 装 置 的综 合 成 本 较 高 ，造 价 较 贵 。而 无 源 滤
关键 词 ： 电网 ；谐 波分量 ；电能质 量 ；谐 波抑 制 ； 中 图分类 号 ：Ｆ ４ ０ 文献 标识 码 ：Ａ
１ 谐 波对 配 电网的危 害
当 大 量谐 波 电流 注 入 到 配 电 网 系统 中， 就 会引起 系 统 出现电压 跌落 、 浪涌、
电网 中污染 配 电网 系统 。
口匿盔圜圆
生产与安全技术
谐波 对配 电网的影响及抑制措施
谢 飞 （ 四川省 电力公 司雅安公 司，四川 雅安 ６ ２ ５ ０ ０ ０） 摘 要：本文对谐波对配电网的危害进行 简单 归纳总结后，探讨 了配电网谐波产生的机理和主要谐波源。最后，对配电 网 系统 中抑制 和清 除 高次谐波 的主要 技 术措施 进行 了分 析研 究。
电网谐波的危害及抑制技术的综述
轰蚕弘裂副m m电网谐波的危害及抑制技术的综述李少坤(广东电网揭阳普宁供电局广东普宁515341)[摘要】公用电网中的谐波(即谐波电流和谐波电压)，是对电网环境非常严重的污染这就要求电力监控设备能够及时准确地对电网谐波分量进行监测。
主要运用文献资料法，查阅人量有关资料．分析电网谐波的危害，总结了电网谐波的抑制技术，希望对电嘲谐波能进一步进行治理．[关键词]电网谐波危害抑制技术中田分类号：TM7文献标识码：A文章编号l1671--7597(2008)1120014--01一、对电用蕾破的认识供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电嘲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．这部分称为电网谐波。
谐波频率l孑基波频率的比值(n=f n／f1)称为谐波次数。
电嘲中有时也存在非整数倍次数，称为非谐波或分数谐波。
谐波实际上是一种干扰量，使电网受到污染。
[1J电力系统中存着各种各样谐波源(谐波源是指向公用电网注入谐波电流或公用电网中产生谐波电压电气设备)，特别是变流装置等设备。
高频谐波电流常常会产乍意想不到的问题：会使变压器、电缆和其它电力元件产生附加热损耗；造成控制、保护和测量系统的功能异常，通信和数据网络也因此受到谐波干扰。
应该注意，电力系统所指的谐波是稳态的工频整数倍数的波形．电嘲暂态变化诸如涌流、各种干扰或故障引起的过压、欠压均不属谐波范畴。
电网谐波分析需要采集的数据包括三相线路的电压、电流共6个量(对于每条输电线路)。
在以往的开发过程中采用M A X l97进行数据采集。
我囊}l登■明蕾蕾■日肿l锵●●■■■●压鲁醴f-懈鲁膏●嘲oi函ImIW(IrJ㈣■诜融‘O●‘Ot4们必须把电嘲中的电压总谐波畸变率及各次谐波含有率控制在有效的范围内，保证供电质量，使接入电网中用户的各种用电器免受谐波危害，保持正常工作。
限制谐波注入电网的谐波电压，防止其对发供电设备的影响．保证电网的安全经济运行。
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电网谐波及其抑制
电网谐波及其抑制
㈠电网谐波的有关概念
⒈电网谐波的含义及其计算
谐波(harmonic)，是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数(Fourier series)分析所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。
而基波是指其频率与工频(50Hz)相同的分量。
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，称为谐波源(harmonic source)。
就电力系统中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。
但是由于电力系统中存在着各种各样的“谐波源”，特别是随着大型变流设备和电弧炉等的广泛应用，使得高次谐波的干扰成了当前电力系统中影响电能质量的一大“公害”，亟待采取对策。
按GB/T14549-93《电能质量·公用电网谐波》规定，第h次谐波电压含有率
(HRU h)按下公式计算：
HRU h=U h / U1× 100%
式中，U h为第h次谐波电压(方均根值)；U1为基波电压(方均根值)。
第h次谐波电流含有率(HRI h)按下式计算：
HRI h=I h / I1× 100%
式中，I h为第h次谐波电流(方均根值)；I1为基波电流(方均根值)。
谐波电压总含量(U H)按下式计算：
谐波电流总含量(I H)按下式计算：
电压总谐波畸变率(THD u)按下式计算：
THD u =U H / U1× 100% 电流总谐波畸变率(THD i)按下式计算：
THD i= I H / I1× 100%
⒉谐波的产生与危害
电网谐波的产生，主要在于电力系统中存在的各种非线性元件。
因此，即使电力系统中电源的电压为正弦波，但由于非线性元件的存在，结果在电网中总有谐波电流或电压存在。
产生谐波的元件很多。
例如荧光灯和高压汞灯等气体放电灯、感应电动机、电焊机、变压器和感应电炉等，都要产生谐波电流或电压。
最为严重的是大型的晶闸管变流设备和大型电弧炉，他们产生的谐波电流最为突出，是造成电网谐波的主要因素。
谐波对电气设备的危害很大。
谐波电流通过变压器，可使变压器的铁心损耗明显增加，从而使变压器出现过热，缩短使用寿命。
谐波电流通过交流电动机，不仅会使电动机的铁心损耗明显增加，而且还要使电动机转子发生振动现象，严重影响机械加工的产品质量。
谐波对电容器的影响更为突出，谐波电压加在电容器两端时，由于电容器对谐波的阻抗很小，因此电容器很容易发生过负荷甚至造成
烧毁。
此外，谐波电流可使电力线路的电能损耗和电压损耗增加；使计量电能的感应式电度表计量不准确；可使电力系统发生电压谐振，从而在线路上引起过电压，有可能击穿线路设备的绝缘；还可能造成系统的继电保护和自动装置发生误动作；并可对附近的通信设备和通信线路产生信号干扰。
㈡谐波电压限值和谐波电流允许值
⒈谐波电压限值
公用电网谐波电压(相电压)限值，按GB/T14549-93规定，如下表1所示。
表1 公用电网谐波电压(相电压)限值(据GB/T14549-93)
⒉谐波电流允许值
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规定的允许值。
当公共连接点处的最小短路容量不同于表中基准短路容量时，应按下式修正表中的谐波电流允许值：
I h=(S k1 / S k2) ×I hp
式中，S k1为公共连接点的最小短路容量(MV·A)；S k2为基准短路容量(M V·A)；
I hp为表2中的第h次谐波电流允许值(A)；I h为短路容量为S k1时的第h次谐波电流允许值(A)。
表2 注入公共连接点的谐波电流允许值(据GB/T14549-93)
⑴三相整流变压器采用Y，d或D，y的结线
由于3次及3的整数倍次谐波电流在三角形联结的绕组内形成环流，而星形联结的绕组内不可能产生3次及3的整数倍次谐波电流，因此采用Y，d或D，y结线的三相整流变压器，能使注入电网的谐波电流消除3次及3的整数倍次的谐波电流。
又由于电力系统中的非正弦交流电压或电流通常是正、负两半波对时间轴是对称的，不含直流分量和偶次谐波分量，因材采用Y，d或D，y结线的整流变压器后，注入电网的谐波电流只有5、7、11……等次谐波。
这是抑制高次谐波最基本的方法。
⑵增加整流变压器二次侧的相数
整流变压器二次侧的相数越多，整流波形的脉波数越多，其次数低的谐波被消去的也越多。
例如整流相数为6相时，出现的5次谐波电流为基波电流的18.5%，7次谐波电流为基波电流的12%。
如果整流增加到12相时，则出现的5次谐波电流将为基波电流的4.5%，7次谐波电流将为基波电流的3%，都差不多减少3倍。
由此可见，增加整流相数对高次谐波抑制的效果相当显著。
⑶使各台整流变压器二次侧互有相角差
多台相数相同的整流装置并列运行时，使其整流变压器的二次侧互有适当的相角差，与增加二次侧的相数效果相类似，也能大大减少注入电网的高次谐波。
⑷装设分流滤波器
在大容量静止“谐波源”(如大型晶闸管整流器)与电网连接处，装设分流滤波器，如图1所示，是滤波器的各组R-L-C回路分别对需要消除的5、7、11……等次谐波进行调谐，使之发生串联谐振。
由于串联谐振时阻抗极小，从而使这些谐波电流被它分流吸收而不注入电网中去。
图1 装设分流滤波器吸收高次谐波⑸宜选用D，yn11联结组别的三相配电变压器
由于D，yn11联结的变压器高压绕组为三角形结线，3次及3的整数倍数的高次谐波可在其中形成环流而不注入高压电网，从而有利于抑制高次谐波。
⑹其它措施
限制电力系统中接入的变流设备及交流调压装置等的容量，或提高对大容量非线性设备的供电电压，或者将“谐波源”与不能受干扰的负荷电路从电网的结线上分开，都能有助于谐波的抑制或消除。