谐波的产生及其危害介绍11
什么是谐波及谐波的危害
什么是谐波？谐波的危害一、谐波1. 何为谐波？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。
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。
谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。
谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。
谐波可以区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为l00Hz，3次谐波则是150Hz。
一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。
在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。
对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7、11、13、17、19等，变频器主要产生5、7次谐波。
“谐波”一词起源于声学。
有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。
傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。
电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。
当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。
1945年发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。
到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。
70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。
世界各国都对谐波问题予以充分和关注。
国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。
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。
谐波的产生和危害有哪些 谐波的抑制方法
谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。
关于“谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法”的详细说明。
1.谐波的产生和危害有哪些1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。
2.谐波可以通过电网传导到其他的电器，影响了许多电气设备的正常运行，比如谐波会使变压器产生机械振动，使其局部过热，绝缘老化，寿命缩短，以至于损坏；还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振，从而使谐波放大。
4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。
5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰，严重时使系统无法得到正确的检测信号，或使控制系统紊乱。
2.谐波的抑制方法(一)降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取治理措施，从源头上最大限度地避免谐波的产生。
这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时，要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响，采取切实可行的治理措施。
用电业务管理部门要严格把关，对于没有采取治理措施的谐波源用户，要禁止其入网运行。
(二)在谐波源处吸收谐波电流这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法，也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。
其主要方法有以下几种：1.无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧，由L、C、R元件构成谐振回路，当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时，即可阻止该次谐波流入电网。
这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点，是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。
2.有源滤波器有源滤波器即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。
3.防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。
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。
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。
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-—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。
电力系统中谐波的危害与产生（三篇）
电力系统中谐波的危害与产生电力系统中的谐波是由于电力设备的非线性特性引起的。
在电力系统中，谐波的危害包括对电力设备的损坏、电能质量的恶化以及对用户的影响等方面。
谐波的产生与非线性负载、电力设备的设计及运行、电网接地等因素有关。
谐波对电力设备的损坏是谐波危害的主要方面之一。
谐波会引起设备的绝缘老化、过热、机械振动等问题。
尤其是对于变压器和电动机等设备来说，由于谐波的存在会引起电流和电压的畸变，导致设备的工作效率下降，甚至引发设备的故障和停机。
此外，谐波还会引起电容器的谐振和过电压问题，增加电力设备的工作负荷，缩短其使用寿命。
谐波对电能质量的恶化也是谐波危害的重要方面之一。
谐波会导致电能质量的下降，主要表现为电压和电流的畸变，波形失真，功率因数的下降等。
这不仅会影响电力设备的正常工作，还会对电力系统的稳定性和可靠性造成影响。
谐波还会引起电力设备的谐振现象，导致设备振动，造成噪音污染，影响人们的生活质量。
谐波对用户的影响主要体现在电力质量的下降和对电子设备的损坏。
谐波会引起电压的波动和电流的畸变，导致电子设备的正常工作受到干扰，增加设备的故障率，降低设备的使用寿命。
尤其是对于一些对电力质量要求较高的用户来说，如计算机、通讯设备、医疗设备等，谐波对其正常工作的影响更为显著。
此外，谐波还会导致电能的浪费，增加用户的用电成本。
谐波的产生与非线性负载、电力设备的设计及运行、电网接地等因素有关。
非线性负载是产生谐波的主要原因之一。
非线性负载如电子设备、电力电子器件等在工作过程中会产生非线性电流，其含有大量谐波成分。
此外，电力设备的设计及运行也会引起谐波的产生，如电容器的谐振，变压器的匝间谐振等。
而电网的接地情况也会影响谐波的产生和传播，如电网的接地方式不当会引起谐波回流和间接接触问题。
为了减少谐波的危害，需要采取一系列的措施。
首先，可以通过合理选择电力设备和设备的工作参数来降低其谐波产生的概率。
其次，可以采用滤波器等设备对谐波进行抑制和补偿。
谐波产生的原因及危害性？
供电系统中的谐波危害主要表现在以下几个方面。
1、增加了发、输、供和用电设备的附加损耗，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，使导体对谐波电流的有效电阻增加，从而增加了设备的功率损耗、的谐波转矩对电动机的平均转矩的影响不大，但谐波会产生显著的脉冲转矩，可能出现电机转轴扭曲振动的问题。这种振荡力矩使汽轮发电机的转子元件发生扭振，并使汽轮机叶片产生疲劳循环。
(2)对变压器的影响
谐波电流使变压器的铜耗增加，特别是3次及其倍数次谐波对三角形连接的变压器，会在其绕组中形成环流，使绕组过热；对全星形连接的变压器，当绕组中性点按地，而该侧电网中分布电容较大或者装有中性点接地的并联电容器时，可能形成3次谐波谐振，使变压器附加损耗增加。
(3)对输电线路的影响
由于输电线路阻抗的频率特性，线路电阻随着频率的升高而增加。在集肤效应的作用下，谐波电流使输电线路的附加损耗增加。在供应电网的损耗中，变压器和输电线路的损耗占了大部分，所以谐波使电网网损增大。谐波还使三相供电系统中的中性线的电流增大，导致中性线过载。输电线路存在着分布的线路电感和对地电容，它们与产生谐波的设备组成串联回路或并联回路时，在一定的参数配合条件下，会发生串联谐振或并联谐振。一般情况下，并联谐波谐振所产生的谐波过电压和过电流对相关设备的危害性较大。当注入电网的谐波的频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时，会激励电感、电容产生部分谐振，形成谐波放大。在这种情况下，谐波电压升高、谐波电流增大将会引起继电保护装置出现误动，以至损坏设备，与此同时还可产生相当大的谐波网损。对于电力电缆线路，由于电缆的对地电容比架空线路约大10-20倍，而感抗约为架空线路的1/2-1/3，因此更容易激励出较大的谐波谐振和谐波放大，造成绝缘击穿的事故。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
我厂谐波的情况及其技术分析
一、谐波概念
在交流电网中，由于有许多非线性电气设备投入运行，基电压、电流波形实际上不是完全的正弦波形，而是不同程度畸变的非正弦波。
非正弦波是周期性电气量，可分解成基波分量和具有基波频率整数倍的谐波分量。
非正弦波的电压或电流有效值等于基波和各次谐波电压或电流有效值和的平方根值。
基波频率为电网频率（工频50赫兹）。
谐波次数（n）是谐波频率与基波频率之比的整数倍。
均称为谐波电压和谐波电流。
二、谐波产生的原因
电力系统中谐波主要是冶金、电气化铁路及其他的换流设备产生的。
它们向公用电网注入谐波电流，在公用电网中产生谐波电压，这些用电设备称为谐波源。
其中尤为严重的谐波源是硅整流、可控硅整流的换流设备和电弧炉、电焊机等非线性设备。
我厂主要是中频感应加热炉和熔化炉。
三、谐波的危害
大量的谐波电流流入电网，在电网阻抗下产生谐波压降，叠加到电网基波上，引起电网电压波形畸变。
随着硅整流、可控硅整流的换流设备、电弧炉、电焊机等各种非线性负荷的增加，大量的谐波电流流入电网，造成电压正弦波形畸变，使电能质量下降，给发供电设备、用户用电设备、用电计量、继电保护带来危害，成为污染电网的公害。
谐波使电网中感性负载造成过电压、容性负载造成过电流，影响用电计量正确度，对安全运行带来危害。
例如，使继电保护误动，引起避雷器、断路器爆炸等；干预电子设备，使计算机误动作，电子设备误触发；使通讯回路、弱电回路产生杂音，甚至造成故障。
为了保证电网的电压波形质量，国家对波形质量标准作出规定，要求电网公共连接点电压正弦波畸变率和用户注入电网的谐波电流不得超过国家标准GB/T14549—93的规定。
四、谐波限值
为保障电网内设备及广大客户的安全、经济运行，在GB/T14549—93《电能质量—公用电网谐波》中规定了公用电网谐波电压限值，见下表所示。
电网电压的谐波电压（相电压）限值
用户注入电网的谐波电流允许值
经对我厂17个配电所工进线和主要的整流设备进行谐波的测量，发现存在很大的谐波分量，测量结果如下表。
从表中可以看出各个配电所都存在严重超标的谐波，有的谐波电流达35A,电压达20KV,造成极大的电能浪费和对电网的影响。
因此应对主要的超标谐波源采取措施，把影响降到最小，这样可以提高功率因数，降低电耗和提高电网的质量。
谐波抑制的主要方法：
将三相桥式电路的脉动数从6提高到12，可消除5，7次谐波。
将多个谐波源接于同一段母线，利用谐波的相互补偿作用也可降低电网谐波含量，当谐波量超出规程允许值或者电网在谐波范围内有谐振时，通常设置单调谐波滤波器吸收特征谐波。
对于13次及以上的谐波，可设置一个高通滤波器。
谐波管理
（1）贯彻“谁干扰，谁污染，谁治理”的原则，并要按要求治理合格。
（2）现有谐波源的管理：应建立和健全客户谐波源的技术档案，包括设备的容量、型式、参数、主接线，有关电容器或滤波器的参数，谐波设计计算值和实测值等。
当谐波源产生的谐波电流或使公共连接点的谐波电压超出标准规定的允许值时，应按就地治理的原则，限期采取措施，否则，供电企业可中止对其供电。
（3）新装或增容的谐波源管理：把好投运关，对具有谐波源的客户在申请用电时，应根据谐波源和系统公用电网参数，进行谐波预测计算，对于超出允许值的客户，需采取限制谐波的措施，与用电设备同时投运，也就是说，对客户工程同时设计、同时施工、同时接入使用。
新设备投运后，进行谐波实测复核，合格者才允
许正式接网运行。
（4）在日常工作中，对有谐波源的客户要定期测量、检查，加强管理力度。
（5）为提高电网电能质量和供电效率，查明电力谐波来源，为对谐波开展有效治理提供依据，有必要将基波电能与谐波电能分别计量，并区别出谐波情况，尽而通过对向电网注入谐波的客户采取惩罚性计费的方式，强制其尽快采取措施，以减小由其注入给电网的电力谐波量，从而保证电网的可靠运行和不损害线性负荷客户的利益。
电力车间 2009-5-7。