电力系统谐波对电气设备的影响
谐波测试仪谈谐波对电力系统和各种电气设备的危害
谐波测试仪谈谐波对电力系统和各种电气设备的危害
谐波容易使电网与补偿电容器之间发生并联谐振或串联谐振，使谐波电流放大几倍甚至几十倍，造成过电流，引起电容器、与电容器相连的电抗器和电阻器的损坏，甚至引起严重事故。
主要有以下几种：
1、谐波会导致继电保护和自动装置的误动作、熔丝非正常熔断，同时也会导致电气测量仪表计量不准确。
2、谐波会造成变压器、电动机等机械振动，噪声、温升显著增加，绝缘寿命缩短。
3、谐波会引起设备和线路额外发热，增加损耗、加速绝缘老化、降低使用寿命。
4、谐波能延缓电弧熄灭，造成事故扩大。
5、谐波导致三相四线系统中的中线电流显著增加，引发系统故障甚至事故。
6、谐波通过电磁感应和传导耦合等方式会对邻近的通信系统产生干扰，轻者引进噪声，降低通信质量;重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
7、谐波会引起生产设备运行不稳定，造成产品不合格率上升，降低企业效益。
8、谐波影响各种电气设备的正常工作。
据统计，由于谐波而破坏的电气设备中，并联电容器约占70%，其中串联电抗器约占30%。
9、谐波电流使电力系统中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电、用电的使用效率。
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电力系统中谐波的危害与产生
电力系统中谐波的危害与产生电力系统中谐波是指频率是电力系统基波频率的整数倍的电压或电流波形，其频率通常为50Hz或60Hz。
谐波是电力系统中的一种电磁干扰，可能引起许多问题和危害，包括设备的过热、降低效率、产生故障以及影响电力网络的稳定性。
谐波的产生主要是由于非线性负载和电源引起的，下面将详细讨论谐波的危害与产生。
谐波的危害：1. 电力设备过热：谐波会导致设备内部的电压和电流波形畸变，造成设备的过载和过热。
设备过热会导致设备寿命缩短，甚至发生火灾等危险。
2. 降低设备效率：设备在谐波环境下工作时，可能会发生电流滞后和电压损失，导致设备的效率降低。
例如，变压器在谐波环境下由于电流滞后而产生降温，这会导致能量损失和电力供应的不稳定。
3. 产生设备故障：谐波会导致设备的电压和电流波形失真，从而损坏设备的绝缘性能和电线连接，引发故障。
例如，变频器引起的谐波可能导致电机绝缘击穿，造成电机损坏。
4. 影响电力网络的稳定性：谐波会改变电力系统的频谱特性，降低系统的稳定性。
谐波的存在可能导致电力网络中的共振现象，引起电压和电流的不稳定性，进一步导致电力系统的故障。
谐波的产生：1. 非线性负载：非线性负载是指对电压和电流响应非线性的负载设备。
这些设备通常包括整流器、变频器、电弧炉、放电灯等。
非线性负载会引起谐波电流的产生，造成电力系统的谐波问题。
2. 电源：电源本身也可能产生谐波。
例如，由于电力系统中存在电压降低和电压暂降，电源系统中的设备可能引入谐波频率。
3. 并联谐波滤波器：并联谐波滤波器通常用于减少负载设备引起的谐波，但滤波器本身可能引入谐波频率。
4. 反射和谐波：电力系统中的传输线上的谐波可能会反射，并返回到电源系统中，从而产生额外的谐波。
为减少谐波的危害，可以采取以下措施：1. 负载侧的措施：使用非线性负载时，可以采取滤波器、谐波限制器等措施来减少谐波的产生。
2. 电源侧的措施：电源系统应具备良好的谐波抑制能力，可以采用对称三相电源供应、提高电源的电压和频率稳定性等措施。
电力系统中谐波的危害与产生
电力系统中谐波的危害与产生电力系统中谐波的危害与产生谐波指的是频率为基波频率的倍数的电信号成分，在电力系统中的原因有很多，比如电力设备的非线性负载、电子设备的交流-直流变换等。
虽然谐波信号的功率一般较低，但由于其具有频率较高、波形失真的特点，对电力系统和电力设备的运行安全和电能质量造成了一定的影响和危害。
一、对电力设备的危害1.导致设备过热：谐波信号导致电流和电压波形失真，使电力设备的磁路饱和，导致设备出现额外的损耗，产生额外的热量，从而导致设备过热、老化、性能降低。
2.损害设备绝缘：谐波会提高设备绝缘材料的介质损耗角正切值，使设备的绝缘等级下降，从而导致电气设备的绝缘性能降低。
3.损伤电动机：谐波信号会使电动机的转矩波形失真，加剧机械振动，引起转子的加速损伤或者负载不平衡问题，从而降低电动机的性能。
4.降低电力设备的寿命：谐波会使电力设备的运行稳定性降低，电力设备的寿命也随之降低。
二、对电能质量的危害1.导致电能损耗：谐波会使电能的传输损耗增大，电能的利用效率降低，从而造成电能浪费。
2.引起电压波动：谐波会使电源电压的总谐波畸变THD值增大，从而导致电源电压的变化、波动明显。
3.引起电流不平衡：谐波信号会加剧相间电流之间的差异，导致电流的不平衡问题，从而影响电力系统的运行稳定性和性能。
4.影响电力系统的稳定性：谐波会使电力系统的总谐波畸变THD值较大，从而影响电力系统的稳定性和电能质量。
为减小谐波的危害，可采取以下措施：1.选择适当的电力设备，如交流电动机、逆变器、电子变压器等，以减小非线性负载对电力系统产生的谐波。
2.配置滤波器装置，用于消除电力系统中的谐波信号。
3.加强电力设备的维护与管理，延长设备的寿命，减少谐波产生的数量。
4.优化电力系统的运行参数，如改善电力系统的谐波阻抗，减小电力系统的谐波电流等。
谐波造成的电力事故
谐波是一种频率为基波频率整数倍的波形，电力系统中的谐波主要来源于非线性负载，如电力电子设备、电弧炉、轧机等。
谐波的存在会对电力系统的稳定运行造成影响，严重时可能导致电力事故的发生。
谐波对电力系统的危害主要体现在以下几个方面：
1. 电力设备的过热和损坏：谐波会导致电力设备的附加损耗，使得设备温度升高，加速设备老化，甚至导致设备损坏。
2. 保护装置的误动作：谐波会影响电力系统保护装置的正常工作，导致保护装置误动作，从而引发电力事故。
3. 电力系统的稳定性降低：谐波会影响电力系统的稳定运行，导致系统电压、电流波形失真，严重时可能导致系统崩溃。
4. 对通信设备的干扰：谐波会干扰通信设备的正常工作，影响通信质量，甚至导致通信设备损坏。
为了减少谐波对电力系统的影响，需要采取相应
的措施，如限制非线性负载的接入、安装谐波滤波器、采用有源电力滤波器等。
同时，加强电力系统的监测和管理，提高电力系统的抗谐波能力，也是预防谐波引发电力事故的重要手段。
谐波对电力系统设备的影响
谐波对电力系统设备的影响一、谐波对电力变压器的哪些影响?1、谐波电流使变压器的铜耗增加，引起局部过热、振动、噪声增大、绕组附加发热等。
2、谐波电压引起的附加损耗使变压器的磁滞与涡流损耗增加，当系统运行电压偏高或三相不对称时，励磁电流中的谐波分量增加，绝缘材料承受的电气应力增大，影响绝缘的局部放电的介质增大。
对三角形连接的绕组，零序性谐波在绕组形成环流，使绕组温度升高。
3、变压器励磁电流中含谐波电流，引起合闸涌流中谐波电流过大，这种谐波电流在发生谐振时的条件下对变压器的平安运行将造成威胁。
二、谐波对电力避雷器有哪些影响?变电站大容量，高电压的变压器由于合闸涌流的过程时间比拟长，能够延续数秒或更长的时间，有时还会引起谐振过电压，并使相关避雷器的放电时间过长而受到损坏。
这一问题对选择保护高压滤波器中电感或电容用的避雷器参数带来较大的困难。
三、谐波对输电线路有哪些影响?1、谐波污染增加了输电线路的损耗。
输电线路中的谐波电流加上集肤效应的影响将产生附加损耗，使得输电线路损耗增加。
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龙为显著。
2、谐波污染增大了中性线电流，引起中性点漂移。
在低压配电网络中，零序电流的零序的谐波电流(3次、6次、9次……)不仅会引起中性线电流大大增加，造成过负荷发热，使损耗增加，而且产生压降，引起零电位漂移降低了供电的电能质量。
四、谐波对电力电容器有哪些影响当配电系统非线性用电负荷比重较大，并联电容器组投入时，一方面由于电容器组的谐波阻抗小，注入电容器组的谐波电流大，使电容器负荷而严重影响其使用寿命，另一方面当电容器组的谐波容抗与系统等效谐波感抗相等而发生谐振时，引起电容器谐波电流严重放大使电容器过热而损坏。
因此，电压谐波和电流谐波超标都会使电容器的工作电流增大日出现异常，例如：对于常用自愈试并联电容器，其允许过电流倍数是1.3倍频定电流，当电容器的电流超过这一限值时，将会造成损坏事故。
电力系统谐波的危害及其常用抑制方法
电力系统谐波的危害及其常用抑制方法电力系统中的谐波是指频率为基波频率的整数倍的电压和电流成分，它们在电力系统中的存在会引起一系列的问题和危害。
下面将详细介绍电力系统谐波的危害及其常用抑制方法。
一、谐波的危害1.电压失真：谐波的存在会使电压波形发生畸变，进而导致电压的失真，使电力设备无法正常运行。
电压失真还会对电力设备造成较大的冲击和损害，缩短设备的寿命。
2.系统能效下降：谐波会导致电力系统中电流的失真，由于谐波电流引起的额外功耗，使得系统能效下降。
这会导致电力设备的能耗增加，降低整个系统的效率。
4.电磁兼容性问题：谐波信号会干扰电力系统周围的其他电子设备，导致电磁兼容性问题。
这会对邻近的电子设备造成干扰，影响设备的正常运行。
5.高频谐波产生的热问题：高频谐波会导致电力设备产生过多的热量，进而引起绝缘材料的老化和烧损，甚至造成火灾。
这对电力系统的安全性构成严重威胁。
二、谐波抑制的常用方法1.变压器和电机的设计优化：在变压器和电机的设计中考虑谐波的影响，通过选择合适的材料和结构，减小谐波对设备的影响。
例如，在电机设计中，可以增加骨架的厚度或配置合适的磁路副将谐波分向其他通道。
2.滤波器的应用：安装合适的滤波器可以有效地抑制谐波。
滤波器可以通过改变电源电路的阻抗特性，将谐波电流引向滤波器，从而减小谐波的水平。
4.负载侧的谐波抑制：对于谐波敏感的设备，可以在负载侧采取一些措施来抑制谐波。
例如，使用谐波阻抗装置或磁性隔离器等。
5.教育和培训：提高电力系统从业人员对谐波问题的认识和理解，增强其对谐波抑制方法的应用能力，能够及时发现和解决谐波问题。
总之，谐波对电力系统的危害不容忽视。
为了保证电力系统的正常运行和设备的安全性，需要采取有效的措施来抑制谐波。
以上所提到的方法是目前常用的谐波抑制方法，但需要根据具体情况选择合适的方法。
电力系统谐波对电力系统的影响
电力系统谐波对电力系统的影响学生姓名：似懂非懂学号：123456789专业班级：供用电技术456321班指导教师：看破红尘摘要随着工业技术的迅猛发展，电力系统中的非线性负荷明显增多，由其产生的高次谐波的危害问题也日益突出。
本文阐述了电力系统谐波对电磁式继电器、整流型继电器、微机型继电器及各种自动装置的影响及防止措施，又对微机保护借助硬件（有源滤波器）和软件（数字滤波器），清除电力系统高次谐波分量进行了阐述。
本文结合我国电力系统安全稳定标准，提出对继电保护装置的要求，特别强调了继电保护的可靠性。
本文还结合我国近几年来电网发生的几次重大事故，分析了影响继电保护安全运行的主要因素，并从继电保护技术和管理角度，提出了保障电网安全、稳定运行的几点意见。
从补偿电容无法投入，谈谐波危害，分析谐波来源，提出治理谐波的初步建议随着个私经济的发展，供电量也不断的增长，为了使功率因素达到标准，必须投入补偿电容，但是有几个地方的变电所的补偿电容器却无法投上，强行投入后，电容器熔丝也会很快熔断。
但根据其他变电所运行经验，在此功率因数下，无功电流不应大于熔丝熔断电流。
这是为什么呢？经过对该地区的供电现状分析，这是由于谐波引起的。
所谓谐波，即理想的电力系统向用户提供的应该是一个恒定工频的正弦波形电压，但是由于各种原因，使这种理想状态在实际中无法存在。
因此通过对周期性电压或电流的傅立叶分解，所得到的频率为基波整数倍分量的含有量，称为谐波。
谐波研究的意义，道德是因为谐波的危害十分严重。
谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。
谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。
谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。
对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。
关键词：电力系统谐波继电保护谐波治理目录摘要 (1)引言 (1)1谐波的产生和危害 (2)1.2 谐波的标准 (6)1.3 谐波源主要种类 (7)1.4 谐波对于电网的危害主要表现............................................... 错误！未定义书签。
谐波对电网设备的影响
第1章绪论1.1 谐波的基本概念国际上公认的谐波定义为：“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整倍数”。
由于谐波的频率是基波频率的整数倍，我们常称为高次谐波。
根据这个定义，频率不是基波频率整数倍的畸变波形称为间谐波(interharmonics)、分数谐波(fractional---harmonics)和次谐波(subharmonics) 。
在电力系统中，波形畸变现象的产生主要是由于大容量电力设备和用电整流或换流设备，以及其他电力电子设备等非线性负荷造成。
当正弦基波电压施加于非线性负荷时，负荷吸收的电流与施加的电压波形不同，畸变的电流影响电流回路中的配电设施，如变压器、导线、开关设备等。
在实际存在系统电源阻抗时，畸变电流将在阻抗上产生电压降，因而产生畸变电压，畸变电压将对负荷产生影响。
这些电力设备或用电设备负荷从电力系统中吸收的畸变电流可以分解为基波和一系列的谐波电流分量，这样就产生了谐波电流，这些谐波电流注入电网，就形成了电网谐波。
这些谐波电流值实际上与50HZ基波电压值和供电网的阻抗无关。
因此，对大多数谐波源可视作为恒流源，它们与50HZ基波不同，后者大多是恒压源。
根据谐波产生的原理不同，谐波源可分为两大类：（1）含有半导体元件的各种电力电子设备的谐波源含有半导体元件的各种电力电子设备的谐波源工作时按一定的规律开关不同的电路，使正弦电流(或电压)波形发生畸变，将谐波注入电网中，这种方式产生的谐波电流与供电电压波形、电力设备的电路结构及参数和控制方式有关。
近年来电力电子设备的迅速发展，这类谐波源成为最严重的谐波源。
从相数分有单相和多相；从功能分有整流、逆变、交流调压和变频等。
如整流设备、交直流换流设备、变压器、直流拖动设备整流器、PWM变频器、相控调制变频器以及现代工业为节能和控制用的电力电子设备等。
（2）含有电弧和铁磁非线性设备的谐波源含有电弧和铁磁非线性设备的谐波源所产生的谐波电流与供电电压波形和负荷的伏安特性有关。
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电力系统谐波对电气设备的影响
发表时间：2018-10-11T17:17:37.547Z 来源：《防护工程》2018年第11期作者：李华志[导读] 它能够破坏电力质量，影响电气设备的的正常运转，特别是对变压器、电容器和电机造成重要影响。
对谐波的产生及其对电气设备的影响进行分析，并且探讨相应的应对方法。
李华志
山东省德州市夏津县夏津县热电有限公司山东德州 253200摘要：谐波是在非线性阻抗特性的电力设备供电过程中产生的，它能够破坏电力质量，影响电气设备的的正常运转，特别是对变压器、电容器和电机造成重要影响。
对谐波的产生及其对电气设备的影响进行分析，并且探讨相应的应对方法。
关键词：电力系统；谐波；电气设备；影响引言
谐波主要是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量，或者说电力系统的波形发生了不同程度的畸变，这种变异的波形就是谐波。
电气设备本身具有非线性阻抗特性，这种特性使得电流与加载电压不成线性关系，电流波形在受到高次谐波反馈作用下发生畸变，使得电力质量受到影响，同时危害到了电气设备的运行，这种特性的存在是谐波产生的根本原因。
1 谐波对电气设备的影响与危害
谐波对电力系统的危害是一种谐波污染,对各种电气设备都有不同程度的影响和危害,主要表现为:引起过负荷和发热,增加介质应力和过电压,干扰和危害保护控制设备的性能和正常工作。
1.1对同步发电机的影响
流入电机定子绕组的谐波电流所产生的旋转磁场在转子绕组、转子极靴、槽楔等部位感应出谐波电流,集肤效应使这些部位易受到损害。
定子绕组中的谐波电流同样也有集肤效应,使定子绕组出现很大的谐波涡流和漏磁,从而严重发热。
此外当发电机中谐波电流的频率接近定子零部件的故有振荡频率时,可能引发发电机的剧烈振动。
1.2对感应电动机的影响
由于转子都是用硅钢片叠装成的,并有鼠笼绕组来承载感应电流,故承受谐波能力较强,只有定子绕组绝缘易受谐波影响。
在额定负荷下,当存在较大谐波电流时,电动机磁饱和使电机的漏抗、励磁阻抗和负序阻抗下降。
此外,励磁电流的铜损和负序电流损耗也将上升。
这使得谐波所引起的感应电动机附加损耗和发热增加,要比单纯由谐波本身引起的损耗和发热更大。
1.3对变压器的影响
正常情况下,很小的励磁电流谐波分量和历时很短的合闸励磁涌流中的谐波电流不会对变压器本身构成危害,但在谐振条件下则会对变压器造成损害。
当直流电流、低频电流或地磁感应电流流入变压器绕组时,变压器发生严重磁饱和,使励磁电流及其中的谐波电流大增,危害设备本身和电网的安全运行。
谐波电流除引起变压器绕组附加损耗外,还会引起变压器外壳、外层硅钢片和某些紧固件发热,并有可能引起局部的严重过热。
谐波还能使变压器噪声增大。
1.4电气设备在谐波作用下不正常升温，附加损耗过大
虽然谐波电流量与基波电流相比具有较大的差距，但是谐波的存在会使得设备集肤效应加剧，有效电阻在感知集肤效应的过程中，电阻值也会增长。
对于一些特殊设备，还会产生较大的涡流损耗和磁滞损耗，比如带有铁心的电气设备。
波形畸变到一定程度形成较大幅度的尖顶波时会使得局部放电强度加剧，在这种高消耗的情况下，很容易降低电气设备的使用寿命。
1.5继电保护装置拒动、误动
继电保护装置是保证电网安全运行的重要设备，其工作时的电压电流是以正弦工频的特性设计的，而其安装位置又非常接近谐波源，使继电器的动作特性，极易受到谐波干扰而影响其灵敏性，造成拒动或误动，引发中断生产及安全事故。
其影响大小与继电器类型及工作原理相关。
当供电线路出现接地短路时，短路电流中较大的谐波分量，使整流型继电器因取样值偏小发生拒动现象。
而整流型距离保护装置的振荡闭锁发生误动作，是因系统电流中的三相不对称谐波，使负序滤波器产生较大的谐波输出，造成整流后的直流脉动很大，使继电保护装置发生误动。
当采用电磁型电流继电器进行短路保护时，流入继电器的谐波电流使电磁转矩增加而发生误动作。
谐波电压对电磁型电压继电器的总阻抗影响较大，谐波电压使过压继电器误动，欠压继电器拒动。
1.6 谐波对通讯系统的影响
通讯线路与供电线路平行或间距较小时，使电网中的谐波在电磁感应的作用下，耦合到通讯线路内造成干扰，使信息失真甚至丢失，严重时将威胁通讯设备的正常工作及人身安全。
2 谐波的治理方法
2.1 在谐波源处吸收谐波电流。
（1）无源滤波器
无源滤波器是采用R、L、C元件构成的谐振电路，安装在电气设备的交流侧，利用LC串并联谐振的特点，对某次谐波形成低阻抗通路，达到抑制谐波的作用，其滤波效果受系统参数影响大，并有放大某一次数谐波的缺点。
（2）有源滤波器。
采用电子振荡电路，向电网注入与谐波大小相等相位相反的电流，使电网中的总谐波电流为零。
这种补偿方法易控制响应快，能实现对多次谐波的补偿抑制，不受系统参数影响，能自动跟踪谐波变化，具有极强的自适应功能。
（3）加装静止无功补偿装置
谐波源产生的谐波会使供电系统的电压出现不平衡现象，影响供电的质量。
采用静止无功补偿装置，能有效稳定供电电压。
静止型动态无功补偿装置与无源滤波器并联，既能满足无功补偿、改善功率因数，又能消除高次谐波的影响。
2.2降低非线性设备的谐波含量
（1）增加整流装置的输出脉冲
谐波电流近似与谐波次数成反比，虽然增加整流器脉冲数也会使产生的谐波次数增加，却能使谐波源产生的谐波电流相应减小。
（2）脉冲宽度调制技术
在直流调速设备中采用PWM脉冲宽度调制技术，能使变流器产生小幅值、高频率谐波，在控制基波幅值的同时实现对低次谐波的抑制。
2.3电气设备加强供电模块的设计
在电气设备端，则需要加强供电模块的设计，通过在供电模块之中加装无源滤波器，从而形成一个阻抗很低的谐振点，使其过滤掉谐波。
无源谐波滤波器由滤波电容器、电抗器和电阻器组合而成，即所谓LC滤波器。
它与谐波源并联，除了起滤波作用外，还兼顾无功补偿的需要。
当谐波电流由外网窜入而影响内网负荷设备的正常运行时，在电源与负荷设备之间接入串联滤波器就可以阻挡谐波保证负荷设备的正常运行。
这种方式是比较容易实现的，而且也能够确保电气设备在不同的工作环境之下，始终能够具备较强的谐波过滤能力，确保供电质量，使得电气设备在任何条件之下都能够稳定的进行工作。
这种滤波器因其结构简单、投资少、运行可靠性较高以及运行费用较低，应用较为广泛。
在高压6KV一35KV的供电电网中，无源滤波器的使用有很好的滤波效果。
但也存在一些问题，如当系统结构或参数发生变化或滤波器本身参数变化时，滤波器可能产生谐波放大，而且这种滤波器对电压波动、负序等不能综合治理。
2.4接入有源谐波滤除装置
有源谐波滤除装置是基于无源谐波滤除装置发展起采韵，它是一种用于动态抑制谐波、补偿无功功率的装置它对幅值、频率都变化的谐波及变化的无功功率进行补偿。
、它的原理是构建一个和系统的谐波同频率、同幅度但是相反相位的谐波电流，与系统中的谐波电流正好相互抵消，从而使电网电流只含基波分量消除谐波。
有源谐波滤除装置能够对频率和幅值都变化的谐波做到适时补偿，不受电网阻抗的影响，滤波效果也能够得到保障。
只是有源谐波滤除装置的成本相对较高，而且便携性较差，一般只适用于在计算机控制系统或者写字楼的供电系统之中应用。
结束语
在电网中实际运行的发电机和变压器等电力设备,如果参数选择和结构设计合理,其输出的谐波分量是很少的,在电力系统中存在并实际发生作用的谐波源主要是谐波电流源。
故控制电力系统谐波的主要任务是控制谐波源注入电网的谐波电流,从而将电力系统的谐波电压控制在允许的范围内。
参考文献
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[2]刘晓寅.浅析电力系统谐波对继电保护的影响[J].科技创新与应用.2015(36).
[3]俞文.电力系统谐波对电力计量的影响[J].企业技术开发.2014(24).。