电力系统谐波及其治理措施
电力系统中谐波问题如何治理
电力系统中谐波问题如何治理在当今的电力系统中，谐波问题日益凸显，给电力设备的正常运行和电力质量带来了诸多挑战。
那么，究竟什么是谐波？它又是如何产生的？更重要的是，我们应该如何有效地治理它呢？首先，让我们来了解一下谐波的概念。
简单来说，谐波是指在电力系统中，电流或电压的频率不是基波频率（通常为 50Hz 或 60Hz）整数倍的分量。
这些谐波分量会导致电力系统中的电流和电压波形发生畸变，从而影响电力设备的性能和使用寿命。
谐波的产生原因是多种多样的。
其中，电力电子设备的广泛应用是主要原因之一。
例如，变频器、整流器、逆变器等在工作时会产生大量的谐波电流注入到电力系统中。
此外，电弧炉、电焊机等非线性负载也会产生谐波。
那么，谐波问题会给电力系统带来哪些危害呢？一方面，它会增加电力设备的损耗，导致设备发热、效率降低，缩短设备的使用寿命。
例如，变压器在谐波的作用下，铁芯损耗会显著增加，容易出现过热现象。
另一方面，谐波会影响电力系统的稳定性，可能导致继电保护装置误动作，影响电力系统的安全可靠运行。
同时，谐波还会对通信系统产生干扰，影响通信质量。
既然谐波问题如此严重，我们应该如何治理呢？目前，主要的治理方法可以分为无源滤波和有源滤波两大类。
无源滤波是一种传统的谐波治理方法，它通过电感、电容等无源元件组成滤波器，对特定频率的谐波进行滤波。
无源滤波器结构简单、成本较低，但存在一些局限性。
例如，它的滤波效果容易受到系统参数变化的影响，而且只能对固定频率的谐波进行有效滤波。
有源滤波则是一种较为先进的谐波治理技术。
它通过实时检测电力系统中的谐波电流，并产生与之大小相等、方向相反的补偿电流注入到系统中，从而实现谐波的动态补偿。
有源滤波器具有响应速度快、滤波效果好、能够适应系统参数变化等优点，但成本相对较高。
除了滤波技术，改善电力系统的设计和运行管理也是治理谐波的重要措施。
在电力系统规划和设计阶段，应合理选择电力设备，尽量减少非线性负载的接入。
电力系统谐波治理的四种方法
谐波，这个新鲜的电力系统名词，在当今的电力行业中，已广为“传播”，几乎在电力行业工作，以及与电力行业有直接关系的人，都对这个名词不陌生，尤其是用电大户单位，谈之色变，一是“谐波”直接影响了工厂的正常工作，由于谐波的存在，工厂的负荷上不去，即便上去了，无功也特高，而传统的“无功补偿”又不能凑效。
而是即便无功补偿达到了要求，但谐波含量超标，管理部门不答应，自身的电费多交了不说，还讨不了好。
那么，是否拿“谐波”的肆虐就没有办法了，不！“办法总比问题多”，上海坤友电气有限公司集多年治理“谐波”的经验，针对不同的工况，总结了几种解决问题的方法，公布如下，与各位同仁共勉。
首先，我们讨论谐波的产生原因：近年来，电力网中非线性负载的逐渐增加是全世界共同的趋势，如变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、重要负载所用的不间断电源（UPS）、节能荧光灯系统等，这些非线性负载导致电网污染，电力品质下降，引起供、用电设备故障，甚至引发严重火灾事故等。
电力污染及电力品质恶化主要表现在以下方面：电压波动、浪涌冲击、谐波、三相不平衡等。
其次，我们讨论谐波的危害：电源污染会对用电设备造成严重危害，主要有：增加输、供和用电设备的额外附加损耗，使设备的温度过热，降低设备的利用率和经济效益：谐波电流使输电线路的电能损耗增加。
当注入电网的谐波频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时，对输电线路和电力电缆线路会造成绝缘击穿。
干扰通讯设备、计算机系统等电子设备的正常工作，造成数据丢失或死机。
影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能，造成噪声干扰和图像紊乱。
引起电气自动装置误动作，甚至发生严重事故。
使电气设备过热，振动和噪声加大，加速绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。
造成灯光亮度的波动（闪变），影响工作效益。
导致供电系统功率损耗增加。
谐波与电力系统中基波叠加，造成波形的畸变，畸变的程度取决于谐波电流的频率和幅值。
非线性负载产生陡峭的脉冲型电流，而不是平滑的正弦波电流，这种脉冲中的谐波电流引起电网电压畸变，形成谐波分量，进而导致与电网相联的其它负载产生更多的谐波电流。
谐波、谐振的危害及防治措施
谐波、谐振的危害及防治措施前言随着电气自动化的迅速发展，工业生产中对电能质量的要求更高，但由于电能的复杂性和不稳定性，电力企业和电力用户都会面临许多问题。
其中一个关键问题就是谐波和谐振的危害，它们会对电力系统带来很多问题，同时也会对设备和工作人员的安全产生影响。
因此，谐波和谐振的危害需要引起我们的重视，有必要采取相应的措施进行防治。
谐波的危害谐波是指频率为整数倍基波频率的倍频波，当电网中出现谐波时，会对电力系统造成很多负面影响，主要表现在以下几个方面：1. 降低电网功率因数谐波会对电力系统的功率因数产生影响，使功率因数降低。
功率因数越低，电子设备就越难以正常工作，同时还会导致电能损失和电费增加。
因此，谐波应尽量减小。
2. 损害设备大量谐波会给设备带来很大的损害，造成设备寿命减少，安全储备降低和可靠性下降，这对生产带来很大的风险和影响。
谐波带来的损害主要包括：•电机过热损坏•物理变形•变压器局部过热•电容器和电感器损坏3. 干扰通信系统谐波会引起通信系统（尤其是无线电通信系统）的干扰，影响通信质量。
这种干扰会干扰射频通信的接收机、起伏机、响应器、发射机以及其他电子部件，使通信信号受到严重干扰，从而影响通信过程的稳定性和可靠性。
谐振的危害谐振是指电力系统在特定频率下的共振现象。
虽然谐振一般在正常运行条件下不会出现，但当出现谐振时，会对电力系统造成很大的威胁，主要表现在以下几个方面：1. 破坏电力设备谐振波能量巨大，一旦出现谐振，就会对电力设备造成破坏，严重时甚至会导致设备停产，影响生产。
因此，谐振的出现需要引起注意。
2. 对安全产生威胁谐振波会对人员和设备的安全产生威胁，严重时会导致设备火灾、电击事故等。
电力系统中所有的设备，不仅要承受电压和电流的冲击，还要承受谐振波的冲击，如果谐振波过大，会对设备造成严重威胁。
3. 影响电网稳定性谐振波的存在会破坏电力系统的稳定性，使电网不稳定，从而引起负荷不均衡、跳闸等故障，进一步危及电网的供电能力和稳定性。
电网谐波及其治理ppt课件.pptx
及频率变化影响、且体积庞大、易与系统发生谐振。
五、谐波如何治理？
2、有源电力滤波器
其基本原理是产生一个与负载谐波电流具有幅值相同而相位相反的补偿
电流，与负载谐波电流相抵消以达到消除谐波的目的，是一种积极的谐波消
除方式，滤波效果较好，不会引起谐振，但价格较高，对电压及容量有限制。
➢ 对旋转电机影响情况与变
压器类似，总体上，电机
损耗增大、发热等影响经
济运行和使用寿命
3、对电能计量、保护及通讯
的影响
➢ 增大电能表误差
➢ 使保护装置可靠性降低
➢ 通过感应方式与通讯线路
耦合，干扰通讯
五、谐波如何治理？
1、无源电力滤波器
利用电容器、电抗器和电阻器的适当组合而构成的滤波装置。其具有结
Is
照明（荧光灯……）
➢ 单相负载
➢ 谐波的电容阻抗
FL
三、常见谐波源有哪些？
电力机车
➢ 单整流负载
➢ 谐波为奇次谐波
➢ 谐波含量大、次数低，影响大
四、谐波有哪些危害？
1、对电容器的影响
电容器对高次谐波呈现低阻抗特性，谐波电流会更多的流过电容器，使电容器长期工作
在高负载（过载）情况，并可能引发谐振现象，影响电网安全运行。
谢谢！
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一、什么是谐波？
二、谐波是怎么产生的？
三、常见谐波源有哪些？
四、谐波有哪些危害？
五、谐波如何治理？
一、什么是谐波？
对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解，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，这部分分量称为谐波。
电力谐波治理的几种方法
电力谐波治理的几种方法
随着现代化程度的不断提高，电力谐波问题日益突出，给电力系统的安全稳定运行带来了极大的威胁。
为此，电力谐波治理成为了电力系统建设和运行中必不可少的一项工作。
电力谐波的治理主要有以下几种方法：
1. 滤波器法
采用电力滤波器对电力谐波进行滤波处理，以减小其对电力系统的干扰。
常见的电力滤波器包括L-C滤波器、谐振滤波器和有源滤波器等。
滤波器法具有费用低、性能稳定等优点，适用于小功率电器的电力谐波治理。
2. 变压器法
采用特殊结构的变压器进行电力谐波治理，包括隔离变压器、耦合变压器等。
变压器法可以有效地降低电力谐波对电力系统的影响，但需要投入较大的资金，适用于大功率电器的电力谐波治理。
3. 电容器法
通过电容器的串联或并联方式，对电力谐波进行电容滤波处理。
电容器法具有构造简单、成本低等优点，适用于小功率电器的电力谐波治理。
4. 谐波抑制器法
采用谐波抑制器对电力谐波进行抑制处理。
常见的谐波抑制器包括谐波电流抑制器、谐波电压抑制器等。
谐波抑制器法具有能够有效抑制电力谐波、无需改变电路结构等优点，适用于各类电器的电力谐
波治理。
在电力谐波治理中，需要综合考虑电力系统的实际情况和治理成本，选择合适的治理方法，并采取科学有效的措施加以实施，以确保电力系统的安全稳定运行。
煤矿电力系统谐波分析及治理
煤矿电力系统谐波分析及治理煤矿作为我国能源产业中重要的一环，对电力的需求量较大。
在煤矿电力系统中，谐波问题是一个常见的电能质量问题，会给电力系统带来一系列的影响和安全隐患。
对煤矿电力系统中的谐波进行分析和治理是非常必要的。
谐波是指周期性变化的电压或电流信号中含有频率为整数倍于基波频率的分量。
在煤矿电力系统中，谐波主要由电力设备产生，如变压器、电动机、电弧炉等。
这些设备在工作过程中，可能会因非线性特性而产生谐波，进而污染供电网络。
谐波会引起电力系统中的多种问题，如电流过载、电压波动、设备故障等。
谐波电压会导致设备绝缘损坏加剧，使设备寿命缩短，甚至引发火灾和爆炸等重大事故。
谐波电流会引起导线发热、设备损坏，降低谐波设备的效率。
谐波还会对附近的通信系统和其他电子设备造成干扰。
为了减小谐波的影响，需要进行谐波分析和治理。
谐波分析是通过测量和分析电力系统中的谐波电压和电流，确定谐波的频率、幅值和相位等参数，从而找出谐波主要来源和传播途径。
谐波分析的方法有频谱分析、波形分析、功率谐波分析等。
频谱分析是最常用的方法，可以通过使用示波器、频谱分析仪等测量设备，对电压和电流信号进行频谱分析。
谐波治理主要包括提高设备的质量和选择合适的补偿措施。
对于电力设备，可以通过增加设备的系数和降低设备的谐波特性来提高设备的质量。
对于非线性负载设备，可以选择合适的补偿装置，如有源滤波器、被动滤波器、谐波抑制器等，来消除谐波。
还可以通过合理设计供电系统，降低谐波对电力系统的影响。
在供电系统中增加合适的阻抗来减小谐波电流的幅值；通过合理设置接地电阻和接地网，降低谐波电压的幅值；合理选择电缆和导线，减小谐波损耗等。
煤矿电力系统中的谐波问题需要引起足够的重视，并采取相应的治理措施。
通过谐波分析，可以找出谐波的来源和传播途径，并确定合适的治理方法。
通过谐波治理，可以保证电力系统的正常运行，减小设备损坏风险，提高供电质量。
对于我国煤矿电力系统的发展和安全具有重要意义。
电力电子中的谐波问题如何解决？
电力电子中的谐波问题如何解决？在当今的电力系统中，电力电子技术的广泛应用带来了诸多便利和效率提升，但同时也引发了一个不容忽视的问题——谐波。
谐波的存在不仅会影响电力设备的正常运行，还可能导致电能质量下降，增加能耗，甚至危及整个电力系统的安全稳定。
那么，如何有效地解决电力电子中的谐波问题呢？要解决谐波问题，首先我们得明白谐波是怎么产生的。
电力电子设备在工作时，由于其非线性的特性，会使得电流和电压的波形发生畸变，从而产生谐波。
比如常见的整流器、逆变器、变频器等，它们在将交流电转换为直流电或者改变交流电的频率和电压时，就容易引入谐波。
既然知道了谐波的来源，那我们就可以有针对性地采取措施来减少谐波的产生。
一种常见的方法是优化电力电子设备的设计。
通过改进电路结构、采用更先进的控制策略以及选择合适的电力电子器件，可以在源头上降低谐波的含量。
例如，在整流电路中，采用多脉冲整流技术，如 12 脉冲、18 脉冲甚至更高脉冲数的整流，可以显著减少谐波的产生。
另外，增加滤波装置也是解决谐波问题的重要手段。
滤波装置可以分为无源滤波器和有源滤波器两大类。
无源滤波器通常由电感、电容和电阻等元件组成，通过谐振原理对特定频率的谐波进行吸收和抑制。
这种滤波器结构简单、成本较低，但存在滤波效果受系统参数影响较大、可能与系统发生谐振等缺点。
相比之下，有源滤波器则具有更好的滤波性能和适应性。
它能够实时检测电网中的谐波电流，并产生与之大小相等、方向相反的补偿电流，从而有效地消除谐波。
有源滤波器虽然性能优越，但成本相对较高，在一些对电能质量要求极高的场合应用较为广泛。
除了在设备端采取措施，合理的系统规划和运行管理也有助于减轻谐波的影响。
在电力系统的设计阶段，就应该充分考虑谐波的问题，合理分配负载，避免谐波源集中在某一区域。
同时，加强对电力设备的运行监测，及时发现和处理谐波超标问题，也是保障系统稳定运行的重要环节。
此外，提高电力用户的谐波意识也非常重要。
谐波产生的根本原因及治理对策
谐波产生的根本原因及治理对策谐波是指在电力系统中产生的频率为基波频率的整数倍的波动。
它是电力系统中普遍存在的一种现象，但过多的谐波会对电力系统的正常运行和设备的安全性产生很大影响，因此需要采取相应的治理对策来解决这个问题。
1.非线性负载：当电力系统中存在非线性负载时，如电弧炉、电焊机、电子设备等，其工作特性会产生谐波。
这是谐波产生的主要原因之一2.电力电子装置：现代电力系统中广泛使用的各种电力电子装置，如变频器、整流装置等，也会引入大量谐波。
3.潮流分布不均匀：当电力系统中的潮流分布不均匀时，也会导致谐波的生成和传播。
针对谐波的治理对策主要有以下几方面：1.使用滤波器：在电力系统中安装滤波器可以消除或降低谐波对系统的影响。
滤波器的选择要根据谐波的频率和大小来确定。
2.设计合理的系统：在电力系统的设计阶段，应考虑到非线性负载和电力电子装置可能带来的谐波问题，采取相应的额外措施来减少谐波的产生。
3.提高设备的抗谐波能力：针对电力系统中的关键设备，如变压器、电容器等，可以采用提高抗谐波能力的设计和制造技术，使其能够更好地耐受谐波的影响。
4.加强监测和控制：定期对电力系统进行谐波监测，及时发现和解决问题。
对于频繁发生谐波问题的系统，可以采用自动生成谐波的设备进行实时控制，以减小谐波的影响。
5.加强人员培训和管理：加强对电力系统人员的培训，提高其对谐波问题的认识和处理能力。
同时，建立健全的管理体系，制定相应的管理规范和操作程序，以确保谐波问题得到科学有效的控制。
总之，谐波问题存在于电力系统中，会对系统的正常运行和设备的安全性产生不利影响。
通过采取相应的治理对策，如使用滤波器、设计合理的系统、提高设备的抗谐波能力等，可以有效地解决谐波问题，确保电力系统的稳定和可靠运行。
同时，需要加强人员培训和管理，提高人员的谐波处理能力，确保谐波问题得到及时有效的解决。
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电力系统谐波及其治理措施
随着现代信息技术，计算机技术和电子技术的发展，电能质量问题已越来越
引起用户和供电部门的重视。应用先进的电能质量测试仪器不仅能大大提高电能
质量的监测与治理水平，同时还可建立先进可靠的电能质量监测网络，及时分析
和反映电网的电能质量水平，找出电网中造成电能质量谐波及故障的原因，采取
相应的措施，为保证电网的安全、稳定、经济运行提供重要的保障。
标签：电力系统；谐波；治理措施
1 谐波的危害
1.1 对旋转电动机的影响
在电力系统的运行过程中，受到谐波的干扰，旋转电动机的电流将会产生变
化，进而使旋转电动机产生固定数的振动转矩，同时旋转的速度也会产生周期性
的变化。这样一来，电动机的工作效率将会受到影响，发热量也会不断增加，进
而直接影响到旋转电动机的使用期限。
1.2 对变压器的影响
和旋转电动机的受损情况有点相似，变压器等电气设备将会产生较大的谐波
电流，这加大了变压器的损耗。在这一环节中，由于损耗过大，发热量将会增大，
绝缘介质将会老化，最后使绝缘体遭到破坏，从而影响工作效率。
1.3 对并联电容器的影响
并联电容器具备阻抗这一特性，在一般情况下，其频率越高，阻抗越低。受
谐波的干扰，在一段时间内电容器将会吸收谐波电流，导致过载，发热量增加。
当电容器的阻抗和电网系统中的感应阻抗相匹配时，就会产生谐波谐振，同时增
加了绝缘体被击穿的概率，影响并联电容器的正常运行。除此之外，还存在基波
电压和谐波电压峰值重叠的情况，这会加大局部放电的几率，破坏绝缘体；当基
波电压和谐波电压重叠时，电压波动幅度将会明显增大，同时增大了每个周期中
局部放电的功率，而从理论的角度上说，局部放电功率越大，绝缘体的寿命越短，
所以这种情况是不利于电网系统运行的。
1.4 对断路器的影响
谐波电流的发热作用大于有效值相等的工频电流，能减少热元件的发热动作
电流。如果某种电流的高次谐波含量过高，那么其断路器的工作效率将会降低。
如果在这个过程中，有更为强大的谐波电流对断路器进行干扰，那么部分断路器
的磁吹线圈将会受到损坏，影响到断路器的开断效果。
1.5 对电子设备的影响
受到谐波的干扰，相位控制设备的信号将会变得不稳定，这可能会导致计算
机收到错误的指示，并进行错误的操作，还有可能造成信号中断，使电子元件等
测试不能正常进行。
1.6 对继电保护的影响
谐波将会导致部分类型的继电保护受到影响，如晶体管型和整流型保护装
置、变压器等会因此而出现拒动作或者误动作的情況。
1.7 对通信线路的影响
谐波将会干扰通信线路，阻碍信息的传递，进而产生噪声，出现问题。
1.8 其他
消弧线圈主要是根据所接的局部电网的工频参数来实现对谐波的调节。但是
在实际过程中，消弧线圈并没有发挥出自身的作用。在这一环节中，谐波产生的
电压将会增大绝缘局部的放电量，缩短电缆的使用期限。
2电力系统谐波治理方法
想要最大限度的减少电力系统的损失，就要研究电力系统中的谐波治理方
案：
2.1装设交流滤波器
在电力系统中加装交流滤波器，当已经确定谐波源设备以后，在近距离谐波
源处安装滤波器是防止谐波电流注入电网的最有效办法。滤波器工作的基本原理
就是在靠近谐波源的地方吸收谐波电流。而等到谐波电流进入高压电网后再采取
措施，无论技术上还是经济上都是不可行的。
2.2装设无源滤波器
无源滤波器曾被人们广泛使用，以实现控制谐波为目的。这种滤波器的主要
组成部分有电抗器、电力电容器和电阻器等，其作用就是为了提供并联低阻通路，
进而实现滤波的效果。除此之外，它还有无功补偿的功能。采用这种滤波器来控
制谐波，具有投资成本低、滤波效果强、维护费用低以及结构简约可靠等优势。
因此，它已成为当下应用最为广泛的一种滤波方式。
2.3装设有源滤波器
这种滤波器的灵活性相对较强，不仅可以实时监督电力系统的负载状况，还
可以对各次谐波进行补偿，改善电压闪变状况，使系统电压保持在一个相对稳定
的状态，而且性价比合理。有源滤波器具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化的
谐波。有源滤波器在治理电力系统谐波方面有良好的性能，且在工业系统中具有
便于安装的优点。在当今科学技术快速发展的背景下，动态的有源滤波器将会慢
慢替换过去的滤波器，从而降低对周边环境的污染。
2.4装设隔离变压器
隔离变压器可以消弱均衡的三次谐波电流传回到电源。通常在这种变压器的
使用者会装设一个旁路的电路以避免在进行变压器的维护工作时长时期对负荷
停止供电。使用隔离变压器的时候要适当提高额定值，否则也会产生电压畸变和
过热；
2.4装设电抗器联合无功补偿器
在无功补偿的同时加装电抗器将特定电抗百分率的串联电抗器配置到并联
电容器组中，一般是用来限制谐波对电容器的危害及治理，以及改善电网电压波
形的。谐波在电力系统中造成的各种电力污染，严重威胁着电力系统的安全运行，
要长期坚持对电力谐波的治理措施才能从根本上改变电力现状，提高电力系统运
营的安全性。
3结束语
综上所诉，在电力系统的管理和检测中，应该全面提高电力系统谐波的预防
与治理工作，防止电力系统的电压与电流出现畸变，有效延长电力设备的使用寿
命，减少谐波污染，提供用电质量。
参考文献：
[1]何迈，刘俊勇，任瑞玲，刘洋，刘友波，等.电力系统运行状态大数据分
析实验仿真[J].实验室研究与探索，2017，36（1）：73-79.
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