机场电力系统谐波治理与节能分析
谐波治理方案
谐波治理方案谐波治理是指在电力系统运行中，由于不同原因产生的谐波问题，采取相应的措施来减少或消除谐波对系统的不利影响的过程。
谐波治理方案主要包括以下几个方面的措施。
首先，通过合理设计和选择电力设备来降低谐波的产生。
这包括采用低谐波电力设备，如低谐波变压器、低谐波电动机等，减少谐波的产生。
另外，合理布置电力设备和线路，减少谐波的传播和扩散，也能有效降低谐波对系统的影响。
其次，通过谐波滤波器来减少谐波的传播和扩散。
谐波滤波器是一种根据电力系统谐波特性设计的滤波装置，能够选择性地滤除特定频率的谐波电流或电压。
通过在电网中安装谐波滤波器，可以将谐波回路短路，减少谐波的扩散和传播，从而降低谐波对系统的影响。
第三，通过合理运行和维护电力系统来降低谐波的产生和传播。
包括合理控制发电机和负载的运行状态，避免发电机失稳和谐波过载等问题。
同时，定期检查和维护电力设备和线路，及时发现和处理引起谐波的故障，也能有效减少谐波的产生和传播。
最后，通过谐波监测和分析来及时发现谐波问题，并采取相应的措施加以治理。
谐波监测可以通过安装谐波检测仪或用相关的测试仪器进行，对电力系统中的电流、电压进行实时监测和记录，分析得到的数据，找出谐波的来源和传播路径，为谐波治理提供依据。
在监测和分析的基础上，可以采取相应的谐波治理措施，比如调整电力设备的运行参数，安装谐波滤波器等，来消除或减少谐波的影响。
综上所述，谐波治理方案包括合理设计和选择电力设备、安装谐波滤波器、合理运行和维护电力系统、谐波监测和分析等多个方面的措施。
只有综合采取这些措施，才能有效地减少和消除谐波对电力系统的影响，确保电力系统的安全稳定运行。
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。
谐波治理方案
谐波治理方案1. 引言谐波电流是电力系统中的一种常见问题，特别是在有非线性负载的情况下。
谐波会导致电网中的电压畸变、设备损坏以及其他负面影响。
因此，为了保障电力系统的正常运行和设备的安全运行，需要实施谐波治理措施。
本文将介绍一种谐波治理方案，以减少电力系统中的谐波电流。
方案包括谐波源的识别、谐波电流监测与分析、谐波滤波器的设计与应用等内容。
2. 谐波源的识别在电力系统中，谐波源可能来自于各种非线性负载，例如电弧炉、变频器、电子设备等。
通过谐波源的识别，可以确定谐波的产生位置和程度，从而为后续的治理措施提供依据。
识别谐波源的方法可以采取谐波电流监测仪器进行实时监测和分析，也可以通过分析电力系统中各个非线性负载的谐波特性来确定谐波源。
根据谐波源的识别结果，可以制定相应的谐波治理方案。
3. 谐波电流监测与分析对谐波电流进行监测和分析是实施谐波治理的重要步骤。
通过谐波电流监测，可以了解电力系统中谐波的产生和传播情况，确定谐波电流的频谱特性。
在监测期间，需要采集电力系统中各个节点的电流数据，并对其进行分析。
谐波电流分析可以采用频谱分析方法，通过对电流信号进行傅里叶变换，得到电流在不同频率下的谐波分量。
分析结果可以帮助确定主要的谐波成分和谐波级别，为后续的治理方案设计提供依据。
4. 谐波滤波器的设计与应用谐波滤波器是减少电力系统谐波的一种常用设备。
根据谐波分析结果，可以设计合适的谐波滤波器，并将其应用于电力系统中，以降低谐波电流水平。
根据谐波分析结果，可以确定谐波滤波器的额定电流和安装位置。
一般来说，谐波滤波器应该安装在负载侧，使其能够尽量接近谐波源，以最大限度地降低谐波电流。
在谐波滤波器的设计过程中，需要考虑到谐波滤波器的阻抗特性和谐波滤波器的使用寿命等因素。
合理设计和应用谐波滤波器可以有效地减少电力系统中的谐波电流。
5. 结论谐波电流是电力系统中的常见问题，为了保障电力系统的正常运行和设备的安全运行，需要实施谐波治理措施。
谐波治理的基本方法和措施_概述及解释说明
谐波治理的基本方法和措施概述及解释说明1. 引言1.1 概述谐波是指在电力系统或其他电气设备中频率为基波频率的整数倍的波动。
谐波问题已经成为现代电力系统和工业生产中普遍存在的一个难题，它会导致电能质量下降、设备寿命缩短、甚至引发系统故障等负面影响。
因此，探索谐波治理的基本方法和措施对于确保电网稳定运行和提高供电可靠性至关重要。
1.2 文章结构本文旨在对谐波治理的基本方法和措施进行概述并进行解释说明。
首先，在第2节中，我们将介绍谐波治理的概念及其基本方法。
然后，在第3节中，将详细讨论谐波治理方法的具体实施步骤，以帮助读者全面了解如何进行谐波治理。
接下来，在第4节中，我们将通过分析实例和进行案例研究来进一步加深对谐波治理的认识。
最后，在第5节中，我们将总结文章并展望未来谐波治理发展的趋势与挑战。
1.3 目的文章旨在向读者介绍谐波治理的基本方法和措施，并详细说明实施这些方法和措施的具体步骤。
通过对谐波问题的深入解析和案例研究，希望能提供给读者一些实用的指导和经验，以便在实际工程中有效地解决谐波问题。
此外，文章还将展望未来谐波治理发展的趋势，并指出可能面临的挑战，旨在激发学术界和工程界进一步研究与探索谐波治理领域。
2. 谐波治理的基本方法和措施2.1 谐波治理概述谐波是指电力系统中频率为基波频率整数倍的非线性电流或电压成分。
过多的谐波对电力设备和系统会造成损坏，因此需要采取一系列方法来进行谐波治理。
本节将介绍谐波治理的基本方法和措施。
2.2 方法一：滤波器应用滤波器是最常见也是最有效的谐波治理方法之一。
滤波器可以选择性地通过或阻挡特定频率的谐波成分，从而达到谐波抑制的效果。
常见的滤波器包括被动滤波器和主动滤波器。
被动滤波器是一种简单且经济实用的滤除谐波单元的方法。
它通常由电感、电容和电阻组成，并与系统并联或串联连接。
被动滤波器具有固定衰减特性，在设计时需要根据不同情况选择合适的参数。
主动滤波器则利用控制技术实现对特定频率的反相干扰信号，以达到抵消谐振效应的目标。
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。
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。
浅谈电力系统谐波的产生与治理
高校 理科 研 究
浅 谈 电 力 系统 谐 波 的 产 生 与治 理
山 东政 法 学院 冯 栋
［ 摘 要］ 谐波问题早在上世 纪 ２ ０年代 和 ３ ０年代就 引起 了人们 的关注， 其产 生的根本原 因是由于非线性 负栽所致 。 波的存在有可 谐 能造成浪 费电能 ， 使设备加速 老化 ， 缩短设备使用寿命 ， 甚至损坏设备进而危 害生产安全与稳 定。 因此研究谐波并解决其造成 的一 系
谐波对电机的影 响除引起 附加损耗外 ， 还会 产生 机械振动 、 噪声和过 电 压 ， 压器局 部严重过热 。 使变 谐波还会引起公共 电网中局部的并联谐振 和串联谐振 。从而使谐波放大 ， 使谐波危 害大大增 加， 甚至引起严重事 故。 波还会 导致继 电保护和 自动装置的误动作 ， 谐 并会使 电力测量仪表 不准确。 谐波还会对临近的微电子设备和通讯 系统产生干扰 ， 严重的会 使 系 统无 法 正常 工 作 。 在 有 谐 波 的 系统 中 ， 只要 将 常规 的 电 容 器 组 连 接 到 此 母 线 上 ， 会 就 产生某一特定频率 的并联 或串联谐振 ，如果 这一谐 振频率 与某次谐波 频率重合 ， 波电流 和谐波 电压就会被显著放大。以下主要分析并联谐 谐
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谐 波使 公共 电 网 中 的元 件 产 生 了 附 加 的 谐 波 损 耗 ，降 低 了用 电设
备 的效 率 ， 大量 的谐 波 电流 流 过 中性 线 时 会 使 线 路 过 热 甚 至发 生 火 灾 。
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机场电力系统谐波治理与节能分析
【关键词】谐波；危害；附加损耗；节能
0.绪论
随着现代化机场大量采用变频调速设备、新型led、节能荧光灯、ups 不间断电源、电力电子设备（大型电子屏幕、计算机、办公设备和通信设备）以及可控硅调光设备（灯光站助航灯）等等，谐波等电能质量问题非常突出，严重影响机场的用电安全。
航站楼电力设备运行中产生的问题和故障，通常都是由于电网电气参数波动或瞬间干扰所引起，如：电压波动、浪涌冲击、谐波、三相不平衡、功率因数过低、缺相运行等。
这些非线性负载产生的大量谐波导致电网污染，使航站楼电力品质下降，引起用电设备运行故障。
为避免由于电气故障而造成航班延误所导致的重大不良影响和高额成本，进行机场电力系统谐波治理与节能分析工作是非常必要的。
1.机场电力系统谐波的主要来源
1.1照明系统（荧光灯、led灯和金属卤化物灯等）
在商业和民用建筑中大量使用荧光灯、电子镇流器和led 节能灯等单相谐波源负载会产生大量的三次谐波，极易引起中性线电流过大。
三次和3n 次谐波会在中性线上叠加，使系统的中性线电流增加，增加了中性线电缆的发热量，严重时会发生火灾。
1.2变频调速设备（空调、泵）
三相变频类用电设备工作模式基本都是六脉动变流器整定，因此
产生典型的6n±1（5、7 次）谐波电流。
1.3 ups电源
ups 主要由整流电路、逆变电路、控制电路、充电电路、电池组、旁路系统组成。
常用的整流电路有三相全桥六脉冲整流电路和六相全桥十二脉冲整流电路等。
相控整流技术的优点在于结构简单控制技术成熟，但由于交流输入功率因数低，产生大量的谐波电流，会对电网产生较大的污染。
1.4跑道助航灯
机场跑道助航灯主要谐波次数为3/5/7/9/11/13等，总电流畸变率较高，会影响助航灯的供电安全和可靠性。
1.5汽车充电站（规划）
电动汽车充电站属于典型谐波源负载，会产生大量谐波注入公用电网，影响电网电能质量水平，为确保电能质量和电力系统的安全、经济运行，新项目工程设计阶段一般都会采取相应措施抑制谐波。
1.6其它负载（牵引站）
首都机场作为重要的交通枢纽，拥有众多与其相配套设施，如：轨道交通、货运公司、海关安检等，作为其重要的供配电系统的一部分，某些特殊的设备会对整个供配电系统产生较大的影响。
如：轨交牵引站。
由于机车沿轨移动用电，其产生的危害性远比其它任何谐波源设备更为严重、更为广泛。
因此，对电气化轨交牵引站的电能质量进行全面的监测分析，以提出消除或减少对电网的影响，具有非常重要的现实意义。
2.谐波的产生原理及对机场带来的危害
2.1谐波产生的基本原理
电力系统中，谐波产生的原因是由非线性负载所致。
当电流流经非线性负载时，与所加的电压不呈线性变化关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生；同时由于电力电子元器件的非线性特性，电力系统的某些设备如功率转换器比较大的背离正弦曲线波形。
这些曲线波形用傅立叶分析原理，能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数，也就是基波和几次谐波。
2.2谐波产生带来的危害
谐波会使电视机、计算机的图形畸变，画面亮度发生波动变化，并使机内的元件出现过热，使计算机及数据处理系统出现错误。
对于带有启动用的镇流器和提高功率因数用的电容器的荧光灯及汞
灯来说，会因为在一定参数的配合下，形成某次谐波频率下的谐振，使镇流器或电容器因过热而损坏。
对于采用晶闸管的变速装置，谐波可能使晶闸管误动作，或使控制回路误触发。
谐波危害总结如下：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。
尤其对于机场这样重要的公共设施，一旦发生谐波危害造成关键设备停机，就会造成很
大的损失。
3.某机场配电系统电力变压器谐波检测与分析
为了避免谐波对设备运行带来的危害，对某机场配电室变压器典型工况运行下进行了测试，测试情况如下：
典型变压器谐波测试图
典型变频器电流谐波测试图
据图可看出，变压器的电压谐波总体含量及幅值相对较小，而变频器所含电流谐波含量则普遍较大，电流谐波含量很丰富。
经过分析，在机场电力系统中，电压谐波一般不会超标，其畸变范围较小，基本上只有电流谐波超标。
4.消除和抑制谐波的技术方案
目前常用的谐波治理的方法有无源滤波和有源滤波，下面就两种方法的优缺点进行对比分析。
表1 动态有源滤波和无源滤波方案比较
通过对谐波影响较为严重的配电变压器系统及产生较大谐波含量的设备进行深入的测试，找出谐波源发生的位置，在此基础上制定相应的谐波治理技术方案。
5.谐波治理与节能
5.1谐波产生的设备能耗
谐波不仅仅带来的是对电网及用电设备的危害，同时也会对网中的设备的能耗也会大大的提高，主要通过肌肤效应表现出来。
本文列举出谐波附加损耗的计算方法见表2（奥地利george j，
wakileh博士的计算基础上由解放军理工大学汪彦良等四位导师补充完成）。
以变压器为例分析：变压器损耗分为：铜耗、铁耗、介质损耗、杂散损耗等。
其铁耗又分为磁滞损耗和涡流损耗。
不管分类如何复杂，按性质分只有两类：基本损耗和谐波损耗。
实际上，对于电缆、电机、电容器等各类电力设备，它们的损耗均是由基波损耗和谐波损耗构成，只是附加倍数不同而已。
主要电力设备的谐波附加损耗倍数如表2所示。
表2 主要电力设备的谐波附加损耗倍数公式表
从上表中可以看出，各种谐波损失和谐波的次数有一定的比例关系。
附加能量损耗和谐波次数n的比例关系分别为n0.5，n，n2等。
据公式可知，谐波次数越高对于节能影响越大。
所以，高次谐波虽然含量较少，但必须给予充分的重视。
5.2谐波治理的节能潜力
从日常对机场电力系统运行情况的分析来看，机场一般一个变压器由构成的电力运行系统平均基波损耗在3%左右。
根据谐波损耗总计算公式，若只考虑其变压器损耗和线路损耗的降低情况，计算出谐波损耗是基波损耗的k倍，而k值在实际过程中往往大于1.5，因此谐波治理带来的线损和变损的节电率就在4.5%以上。
6.结论
为确保机场用电系统运行安全可靠，应对谐波影响较为严重的配电变压器系统及产生较大谐波含量的设备进行深入的测试，找出谐
波源发生的位置，在此基础上制定相应的谐波治理技术方案。
谐波治理在对机场电力系统提供安全及可靠保障的同时，还可大大的降低机场供电系统的电能消耗。
[科]
【参考文献】
[1]汪彦良，岳智顺等.谐波附加损耗及其降损节能分析[j].电气技术，2009（2）：15-19.。