浅析电力系统谐波及其研究现状
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浅析电力系统谐波及其研究现状
作者：高瑜 郭天飞 郭天超 路静 韩一帆
来源：《科学与财富》2016年第28期
摘 要：近些年来，随着人们对电力需求量的不断增长以及电力系统的迅速发展，人们越来越关注所用电能的质量。由于电力电子技术具有能使设备响应速度快、控制性能好、效率高、体积小、重量轻等特点，其在各种设备上得以广泛应用。然而，变压器、电力电子装置等非线性负荷，作为谐波源，其广泛的使用给电力系统及电气设备的正常运行造成了严重的危害，电力系统也因此面临着严重的谐波污染。因此，谐波的分析及抑制已成为国内外电气领域广泛关注的课题。
关键词：谐波；起因；危害；研究现状
1谐波的起因
目前，国际上公认的谐波含意是：“谐波是一个周期电气量的正弦波的分量，或者说谐波分量为周期量的傅里叶级数中大于1的h次分量其频率为基波频率的整数倍”[1]。
在电力系统中，谐波主要是由变压器、旋转电机和各种电力电子设备等非线性负载产生的。在一般情况下，电气设备的非线性电特性使其组成了谐波源。通常，可将谐波源分为两类，一类是以电力电子装置为代表的现代非线性设备；另一类为传统非线性设备包括变压器、旋转电机等。
（1）现代的非线性设备，主要包括各种电力电子变流装置。这类设备广泛使用于家用电器和大量工矿企业中，它们在开关投切或换向时产生的阶跃电流中含有大量谐波成分。比如荧光灯，它的电流之所以是畸变的，主要是由于在点亮状态下有感性的非线性镇流器限制了电流的变化[2]。
（2）传统的非线性设备，主要包括旋转电机、变压器等。这类设备产生的电流中之所以含有谐波成份是因为它们的铁芯在产生磁饱和时具有非线性特性。例如，旋转电机，旋转电机的线圈通电，通过电磁感应原理，产生磁动势。由于线圈是嵌入线槽内的，而线槽不会完全按照正弦分布，所以其产生的磁动势的波形不会完全是正弦波，含有大量谐波。
这两种谐波源都会向电网注入大量的谐波电流，而谐波电压的产生则是电流流经电网阻抗的结果。电力电子装置等大量现代非线性装置的广泛应用，致使其所产生的电力系统谐波比重超过了传统非线性设备，因而已成为主要的谐波源。
2谐波产生的危害 龙源期刊网
电力系统中的电流谐波会影响电网和各种电气设备的正常运行和使用，严重时会导致设备损坏，甚至会导致电力系统发生电事故。目前，电力系统的谐波危害主要有以下几个方面[3]：
（1）谐波作用于电网元件时产生的附加损耗，不仅降低了电能的利用率，而且易引发事故。比如电力系统中性线在大量三次谐波流过时不仅会产生附加输电损耗，还会使线路发热，甚至会导致火灾。
（2）受谐波影响的电气设备无法正常工作。比如电动机工作时不仅会伴随有较大的机械振动和噪声，还会引起变压器绕组损耗增加及外壳和固件的发热。
（3）谐波可能会引起电力系统中的并谐或串谐。为了提高负载的功率因数，需要给负载补偿无功功率，电网中大量使用补偿无功功率的电容器，电网中的分布电容和电网中的感性部分组合，易发生串谐或并谐。电网产生谐振的后果是会放大谐波电流，损坏电容器等设备。
（4）谐波会造成继电保护与自动装置发生误动作。现在采用的电子继电保护设备大都响应快，灵敏度高，价格低廉，但大都依赖于被测参数的瞬时值，因此，高次谐波极易引起继电保护设备的误动作，电网安全供电造成隐患。以整流电路出发，说明对自动化装置的影响。谐波会引起同步电压信号畸变，进而导致整流器产生谐波（包括特征谐波和非特征谐波），这些谐波反过来使电压信号畸变更严重，影响装置的稳定性。
（5）谐波会对通信系统的正常工作造成干扰。输电线路产生的高频谐波不仅会对电力系统本身的载波通信和远动装置信号产生干扰，也会干扰相邻通讯线路的正常工作。
（6）谐波会降低电能计量的准确度。电网供电波形的畸变易导致电气测量仪表准确的的降低，产生误差。比如感应式仪表指针的偏转力矩与偏转线圈夹角及磁链有关，线圈中同次谐波产生的平均转矩则不为零，致使感应式仪表受谐波影响。
世界各国都制定了国家标准以限制谐波危害公用电网或用电设备，各国标准都将限制谐波电流含有量、控制谐波电压允许范围，以致电气设备免受谐波干扰而作为基本原则。
3谐波研究的现状
近年来，电力网中变压器、旋转电机等传统非线性设备，以及整流器、变频器、稳压器等现代的非线性设备得到了广泛的应用，并且应用范围不断扩大。这些非线性负荷在使用时，对电网供电具有不平衡性，对电力系统具有强烈冲击性，这对电力系统的电能质量形成了严重的影响。此外，随着我国国民经济的飞速发展，工厂、单位以及居民用户对电力需求的不断增长，电力系统的电能质量将面临发展的机遇和挑战。目前，“谐波源”电气设备在用电负荷中所占的比重越来越大，而对电能质量要求高的的用电负荷所占的比重也越来越大，特别是现代数龙源期刊网
字信息要求供电可靠性更高和电能质量个性化更明显。因此，谐波的分析和处理对电网的正常运行越来越重要，谐波抑制技术的发展更是刻不容缓。
过去，电网中更多采用的是无源滤波器，它具有结构简单、成本低、维护方便、技术设计、制造经验成熟等特点，但由于电能质量要求的普遍提高，无源滤波器的缺点也逐渐显现出来。传统的无源滤波器已经不能很好地抑制电网谐波，已经不及电能质量的要求。因此，研究和开发新技术以更好地抑制电网谐波并达到电能质量的要求，已成为近些年来国内外电力系统研究领域的热点课题。
用户电力（CustomPower）新技术主要是利用大功率电力电子器件（如GTO、IGBT、MOSFET等）组成控制装置，以向用户提供增值的、可靠的、高质量的电能，并提高系统的供电可靠性，保证功率流质量。有源电力滤波器APF（Active Power Filter）是电力电子在电力系统中应用的一类重要装置[4] ， 它具有动态补偿谐波，受电网阻抗影响小，可动态跟踪负载电流变化等优点。和传统的无源滤波器相比，APF在消弭或抑制电力系统谐波方面具有广泛的发展前景和应用前景。因此，有源电力滤波器APF已经逐渐成为谐波抑制技术的主要研究方向。
虽然，我国的许多高校以及科研单位相继展开了对电力系统谐波问题的研讨工作，积极与国外研究机构合作交流并参与了一些相关技术探讨。然而，我国的有源电力滤波器技术仍处于初级研究阶段，研究最成熟的只是并联型APF，还是主要以理论和试验为主。虽然，我们在理论上取得了一定的成果，但是，由于许多因素的限制，目前我国的有源滤波技术还处于最初的研究实验阶段，工业上也仅仅有几台样机投入运行，至今还没有并联型有源滤波器产品正式应用于实际。因而，我国有源滤波技术具有广泛的发展前景。
参考文献
[1] 罗安，章兢，付青.新型注入式并联混合型有源电力滤波器[J].电工技术学报，2005，20（2）：52-55，68.
[2] 刘君.电网谐波危害与抑制[J].科技信息，2008（20），303.
[3] 姜齐荣，谢小荣，陈建业.电力系统并联补偿结构、原理、控制与应用 [M].北京：机械工业出版社，1998，40-45.
[4] 胡铭.电能质量及其分析方法综述[J].电网技术，2000，24（2）：36-38.
电力系统谐波检测技术研究与应用
电力系统谐波检测技术研究与应用
谐波问题是电力系统中普遍存在的一种电磁干扰问题，频繁出现的谐波电流和电压会对系统内的设备和网络造成严重的损害和不稳定性。因此，电力系统谐波检测技术的研究和应用变得至关重要。本文将详细探讨电力系统谐波检测技术的研究进展和应用案例。
一、谐波检测技术的研究进展
1. 谐波特征分析法
谐波特征分析法是一种常用的谐波检测技术，它通过采集电流和电压信号，并对其进行频域分析，从而判断是否存在谐波干扰。该方法利用傅里叶分析等数学方法，能够准确地检测出各次谐波的幅值和相位信息。谐波特征分析法已经在实际电力系统中得到了广泛应用，并取得了良好的效果。
2. 小波变换法
小波变换法是一种在谐波检测中较为先进的技术。它能够将信号进行时频局部化分析，可以同时提取信号的时域和频域信息。小波变换法在谐波检测中的优势主要体现在对非线性和时变信号的处理能力方面。通过对电流和电压信号进行小波变换，可以更准确地判断是否存在谐波问题，并对谐波信号进行更详细的分析。
3. 自适应滤波法
自适应滤波法是一种基于自适应滤波器的谐波检测技术。该方法根据谐波幅度的变化情况自动调整滤波器参数，从而准确地提取谐波信号。自适应滤波法具有抗干扰能力强、滤波效果好的特点，在复杂的电力系统环境中得到了广泛应用。
二、谐波检测技术的应用案例
1. 电力系统谐波监测与分析
在电力系统运行过程中，谐波问题可能对设备、线路和其他电气设施造成相当严重的影响。谐波监测与分析是识别和解决这些问题的关键。电力公司可以利用谐波检测技术对系统进行实时监测，并通过分析得出谐波问题的原因和解决方案。这样可以及时采取措施，确保电力系统的安全稳定运行。
2. 谐波滤波器的设计与应用
为了消除电力系统中的谐波干扰，人们发展了各种谐波滤波器。谐波滤波器的设计与应用是电力系统谐波检测技术的重要方面。谐波滤波器可以根据谐波频率和幅值的特点来选择合适的滤波器参数，并将谐波信号滤除。这样可以有效地降低谐波的影响，保障设备和电网的正常运行。
浅谈油田钻井电力系统谐波的分析及治理
浅谈油田钻井电力系统谐波的分析及治理
摘要：电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负荷所致。此外，系统上级电网中的背景谐波通过变压器亦会对下级电网的用电设备产生影响。对油田钻井电力系统中谐波情况进行分析及治理，以保证油田钻井电力系统安全可靠运行。
关键词：油田钻井 电力系统 谐波分析
在油田钻井队的电力系统中，主要有以下4种供电情况：由6KV网电供电；采用1台6KV/400V的低压变压器供电；由3台600V的柴油发电机共同供电；采用1台6KV/600V/400V双绕组变压器供电。主要生产设备均为泥浆泵、转盘电机及绞车电机等；此外还有沙泵等小功率电机，及照明和空调等公用设施。
以上这些钻井供电及用电设备中，越来越多地应用到大量的变频设备及电子设备，如柴油发电机、变频器、空调设备、照明设备、计算机等负荷，都是产生谐波的谐波源。另外，钻井队所使用的电网均为大庆石油整体6KV电网，会有背景谐波对自身钻井系统产生影响。为保证电力系统的电能质量，降低设备故障率，对自身电网系统中的谐波必须加以抑制，保证电力设备的正常安全运行。
那么，谐波是什么，对电力系统及设备有什么危害，又如何治理呢？
1、谐波的基本概念
谐波的定义：电力系统中除基本波（50/60 Hz）外，任一周期性之讯号皆称为谐波。
谐波的阶次：n=K*P±1；其中，n-谐波阶次 k为常数1、2、3 …，P为设备晶闸管脉冲数。当K取1，脉冲数P=6时，n=5或7，通常变频器为6脉冲，这就是变频器主要产生5、7次谐波的原因。谐波可分为偶次与奇次，3、5、7等为奇次谐波，而2、4、6次等为偶次谐波，基波为50Hz时，3次谐波频率是150Hz，5次谐波频率是250Hz。
2、谐波的影响及危害
(1)对变压器的影响。增加铜损，增加铁损，增加噪音，增加温升，降低负载能力，增加绝缘应力。(2)对电力电缆的影响。加重集肤效应，提高运转温度，降低载流能力，增加绝缘应力，缩短使用寿命。(3)对电动机的影响。提高温升，增加铁损、铜损；产生脉动转矩、震动；噪音；减少使用寿命；降低运转效率。(4)对电力电子设备及器件的影响。谐波造成的影响：通讯设备，主要影响其通话品质；控制设备，电磁干扰及设备误动作。(5)对开关和继电保护设备的影响。
浅谈电力系统谐波
２０１３年１月下 消费电子 Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｍａｇａｚｉｎｅ 技术交流 浅谈电力系统谐波 汪祥 （西南交通大学，成都６１１７５６） 摘要：本文介绍了谐波的产生、来源以及并联谐振和串联谐振，谐波对电网以及其他用电设备的不良影响。并 简要地介绍了负序的概念和它的产生原因。对其影响做了定性的论述，最后对当今谐波的滤除方法做了介绍，主要 包括无源滤波器以及有源滤波器对谐波进行滤除。 关键词：谐波；滤波器；电力系统 中图分类号：ＴＭ７１４文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－７７１２（２０１３）０２—０２１７－０１ 一、电力系统谐波简介 谐波是电力系统中一种较频繁出现的有害现象，由于它的 产生会对电力系统产生很大的负面影响，已经引起人们对他的 担忧和关注。当在电力系统中接入非线性负载时，即使电源都 以国家标准频率供电， 当工频电压或电流作用于非线性负载 时，除了产生工频频率的正弦电压或电流，还会产生不同于工 频的其它频率的正弦电压或电流，若对这些电压或电流用富氏 级数展开，就会得到电力谐波。谐波是一个电气量的正弦分量， 它具有周期性，它的频率不同于是基波频率，是它的的整数倍。 当给非线性设备供电时，这些设备在传递、变换、吸收系统发 电机所供给基波能量的同时，也会把部分基波能量以谐波形式 储存，继而向系统回送大量的高次谐波，以至于影响电能质量， 给用户用电带来不便。目前我们将产生高次谐波的谐波源主要 分为三类： １．铁磁饱和型：铁芯设备，如变压器、电抗器等，其表现 出非线性铁磁饱和特性，产生以高次为主的谐波。 ２．电力设备开关型：包括各种整流器件、电子开关和可控 晶闸管等，这些设备产生的谐波以１，３，５次谐波为主。 ３．电弧型：电力高压断路器在断开闭合时瞬间，炼钢电弧 炉在工作期间及交流电弧焊机在焊接期间，电弧剧烈燃烧所形 成的电弧电压与电流的会具有高度非线性，产生以一定次数的 谐波。 二、电力系统谐波产生原因 电力系统中的谐波从大类上可主要划分为电压谐振和电 流谐振两种形式。 三、电网谐波的来源 １．发电源质量不高产生谐； ２．输配电系统产生谐波； ３．用电设备产生谐波。 四、负序简介 负序是由于三相负荷的不平衡引起。正是三相负荷的不平 衡，才导致中性点偏移，系统中出现负序电压、负序电流。 负序电流产生的原因：正常运行的电力系统是三相对称 的，表现为三相电源的电势对称、各项阻抗的对称。当系统或 发电机的对称或发电机的对称运行状态遭到破坏时，就会出现 电压或电流的不对称。这时对称分量法可以将其分解为正序电 流、负序电流、零序电流，因发电机常接成星形，且中性点不 接地或经阻抗接地，零序电流可忽略不计。单相非线性负载不 仅使波形畸变，而且能造成三相系统不平衡。对电网不平横的 研究主要是对电网负序的研究。 根据电力系统的特点，负序电流的产生原因可分为几个方 面：（１）短时不对称运行；（２）电力系统不对称故障（包括 不对称短路及一相断线）； （３）发电机不对称故障（包括单 相、两相短路，分支短路，匝间短路）： （４）出口断路器和 主变压器高压侧断路器在正常及故障情况下，未能进行三相全 合上或断开的动作过程； （５）出口断路器事故跳闸，灭弧开 关因故未能及时灭弧。 （６）长时不对称运行，长时间负荷不 对称：如广泛使用德尔电力机车，冶金单相电弧炉等大容量单 相负荷，由此形成较大的负序电流。 五、谐波和负序的影响 （一）降低电力设备的经济效益和利用率。由于电力系统 中谐波电流的频率高于基波的频率，当高频电流流过导体时， 会发热，导体对谐波电流的能损耗，使导体的产生过多的热量， 如果散热系统不完善，很容易损坏导体。 （二）对变压器产生危害。谐波电流在流经变压器时，会 在很大程度上增加其功耗，主要表现在铜损和铁损上，导致噪 声，降低变压器工作效率，使变电所的噪声污染超出指数标准， 在一定程度影响工作人员的身心健康。 （三）增加输电线路的功耗。谐波电流在流经线路时，由 于发热，会使输电线路的功耗增加。当注入电力系统的谐波频 率处于在网络谐振点附近的谐振区内时，对输电线路会产生绝 缘击穿现象。由电力系统知识知，电缆导体截面积的大小与其 趋肤效应称正相关，横截面积越大，效应越明显。再加上随着 谐波频率次数的上升，会导致导体的阻抗增大，继而使得电缆 的允许通过电流减小。 （四）对电容器的影响。将含有电力谐波的电压加在电容 器两端，由电容器的工作特性知，其对谐波的阻抗能力很弱， 谐波作用在电容器上，会增大电容器的电流，使其可能超过额 定值，由于发热，使的电容器的温度急剧升高，这会缩短电容 器的寿命，严重时会引起电容器因负荷过大而爆炸。 （五）降低继电保护和自动装置的工作可靠性。电力谐波 对于电磁式继电器的影响同样十分巨大，谐波会引起继电保护 及自动装置误动或拒动，一旦发生这类事件，就会使其动作失 去控制性，大大降低了装置的可靠性，严重影响着电力系统的 正常运作，给人民日常生活带来巨大的损失。 （六）影响电能质量。谐波会使电网的电压与电流波形产 生畸变，从而影响电能的质量，给人们生活带来很大不便。 六、谐波的滤除 （一）无源滤波器。无源滤波器由Ｌ、Ｃ、Ｒ元件构成谐振 回路，常安装在电力电子设备的交流侧，当ＬＣ回路的谐振频 率和高次谐波电流频率相同时，即可避免该次谐波流入电网。 由于该方法具有投资成本低、工作效率高、易于维护等优点， 无源滤波是目前广泛采用的抑制谐波及无功补偿的手段。但与 此同时，无源滤波器也并非是完美无缺的，比如说，它易受系 统参数的影响；可能会放大某些次数的谐波；投资成本高、体 积庞大等。因而随着电力电子技术的不断发展，人们将目光逐 步转向有源滤波器。 （二）有源滤波器。在电力系统中，我们为了抵消电源的 总谐波电流，常向电网注入一种特殊的电流，这种电流具有与 原有谐波电流幅值相等、相位相反的特点，这就是有源滤波器 的工作原理。与前者相比，有源滤波器可控性更高，响应更快 速，避免闪变、补偿无用功率；在价位上较便宜；滤波特性不 受系统阻抗的影响，可避免与系统阻抗发生谐振的可能；具有 自我适应的功能，可实时跟踪变化着的谐波并自我补偿。 参考文献： 【１】李群湛．牵引供电系统分析【Ｍ１．成都：西南交通大学出版 社．２００７． ［２】韩祯祥．电力系统分析 １．杭州：浙江大学出版社，２００７． ［３】张丽艳．基于系统潮流的牵引变电所综合补偿方案研究 ［Ｄ】．西南交通大学，２００６．
浅谈电力系统谐波问题
浅谈电力系统谐波问题
电力系统中三相交流电压，其波形基本是正弦波形。但是随着受各种用电设备的影响，对电力系统电能质量造成了破坏，对供用电设备安全运行造成不良影响，甚至造成严重危害。因此，谐波治理对改进电能质量有积极的作用。
标签：谐波危害；测试方法；治理方法
0 引言
谐波是电能质量的一项重要指标，它影响到电网安全运行和广大用户各种用电设备的正常工作，因此，对电网谐波的测试非常重要。根据现场的各项技术参数和实测结果，当超过国标规定值时，应采取有效措施。
1 谐波危害
电力系统谐波来自于两个方面：一是来自于输配电系统；二是用电设备。用电设备是产生谐波主要原因。其危害主要表现有以下几方面：
（1） 大大降低电力设备效率，增加电力设备的损耗，使设备过热。
（2）使电磁式继电器动作失去选择性，造成保护装置误动或拒动，影响继电保护和自动装置的动作可靠性，造成系统事故，不利于电网的安全稳定运行。
（3）干扰通信系统，使通信系统工作不稳定，影响通话的质量。
（4）使电视机等图形畸变，使元件温度过热；造成计算机及数据处理系统发生错误，严重时会损害机器。
（5）对测量和计量仪器仪表产生测量误差，造成计量不准确。
2 谐波监测
諧波不仅严重影响电力系统的合理经济运行，对电力系统和用电设备产生重大影响和危害，而且还会导致电力测量不准确，直接影响供电企业的经济效益。为减少谐波对电能质量和计量的影响，开展谐波测试是治理谐波的重要措施。
测试方法：
（1）谐波普测能了解该地区的谐波状况，测试应选择在电网正常运行方式下。
（2）电力用户谐波测量能及时掌握谐波源的各种情况，重点检测向电网输
入谐波电流或电压的设备。
（3）测试重要污染源用户接入点的电压和电流时，应采集该接入点的线路PT和线路CT的二次侧电流、尽可能在负荷高峰时开展测试。
（4）验证性谐波测量，是验证谐波分析计算的结果以及计算提供依据，如：分组电容器投入、切除，谐波源投入断开等。
电力系统中的谐波问题及解决方案研究
电力系统中的谐波问题及解决方案研究
第一章 电力系统中的谐波问题的定义与产生原因
电力系统中的谐波问题，指的是电力系统中存在的电流或电压的频率为基波频率整数倍的高次谐波电流或电压。谐波问题主要由以下几个因素引起：
1. 非线性负载：当系统中存在非线性负载时，如变频器、电弧炉等，这些负载会对电力系统产生谐波污染。非线性负载的电流与电压之间不再是简单的正弦关系，而是包含了基波以外的谐波成分。
2. 电网连接的谐波负载：电力系统中连接的谐波负载，如有源滤波器、电弧炉等，会引入谐波电流。这些谐波电流会在电网中传播，导致整个电力系统中出现谐波问题。
3. 谐振：电力系统中的谐振现象也会引起谐波问题。当电力系统中的谐振频率与谐波频率相近时，会导致谐振放大，进而产生较大的谐波电压或电流。
第二章 谐波对电力系统的影响及评估方法
谐波问题对电力系统会产生多种影响，包括： 1. 系统损耗增加：谐波电流会引起电力系统中的额外损耗，增加线路、变压器等设备的损耗。这会导致系统的效率降低，同时还可能导致设备寿命的缩短。
2. 设备运行故障：谐波电流和电压的存在会对电力系统中的设备产生不良影响，如变压器铁心饱和、电机转矩波动等，最终可能导致设备的故障。
3. 邻近设备干扰：谐波电流和电压会通过电力系统传递，对邻近的设备产生干扰。这会影响到邻近设备的正常运行，甚至导致设备的故障。
为了评估电力系统中的谐波问题，通常采用以下几种方法：
1. 谐波测量：通过谐波仪等测试仪器对电力系统进行测量，得到电流和电压的谐波波形和谐波含量等数据。这些数据可以用来评估电力系统的谐波水平。
2. 谐波模拟计算：利用计算机模拟电力系统中的谐波传播和影响情况。通过建立电力系统的谐波模型，可以模拟出系统中的谐波电流和电压。
3. 谐波过滤器设计：针对电力系统中存在的谐波问题，设计并安装合适的谐波过滤器。谐波过滤器可以有效地抑制系统中的谐波电流和电压，减轻谐波问题对电力系统的影响。
电力系统中的谐波与电磁干扰分析
电力系统中的谐波与电磁干扰分析
导言：
电力系统是现代社会运转的重要基础设施之一，但在其运行过程中，常常会面临谐波和电磁干扰的问题。谐波是指电力系统中出现的频率是基波频率的整数倍的电压或电流成分，而电磁干扰则是指电力系统中的电磁波辐射对其他电子设备和通信系统的干扰。本文将深入分析电力系统中的谐波和电磁干扰的原因、危害以及相应的解决方法。
一、谐波的形成和危害
1. 谐波的形成
谐波是由于非线性负荷在电力系统中的存在引起的。非线性负荷如电子电器、电感、电容等设备，在工作时会产生非线性电流，在电源电压的作用下，会将谐波电流注入电力系统中。这些谐波电流会使电力系统中的电流波形变成失真的非正弦波形。
2. 谐波的危害
谐波对电力系统和设备都会造成一定的危害。首先，谐波会引起电力系统中的电流和电压的失真，导致电能质量下降。其次，谐波会引发电力系统中的共振问题，进而损坏电容器、互感器等设备。此外，谐波还会导致电力系统中的电机运行不稳定，降低设备的寿命，甚至引起设备的故障和损坏。因此，谐波问题应引起足够的重视。
二、电磁干扰的产生和危害
1. 电磁干扰的产生 电磁干扰是电力系统中的电磁波辐射对其他电子设备和通信系统的干扰。电力系统中各种设备和传输线路中的电流和电压会产生电磁场，这些电磁场以无线电波的形式辐射出去，与其他设备和系统产生相互作用，引起电磁干扰问题。
2. 电磁干扰的危害
电磁干扰会带来许多危害。首先，电磁干扰会影响通信系统的正常运行，导致通信中断、信息传递错误等问题。其次，电磁干扰会影响其他电子设备的正常工作，引起设备的故障和损坏。此外，电磁干扰还可能对人体健康造成一定的影响，引起生理和心理方面的问题。
三、谐波和电磁干扰的解决方法
为了解决电力系统中的谐波和电磁干扰问题，可以采取以下方法：
1. 谐波的解决方法
（1）降低非线性负荷的影响：通过选用低谐波电器设备、采用滤波电容器等措施来减少非线性负荷对电力系统的谐波注入。
电力系统中的谐波分析与抑制措施研究
电力系统中的谐波分析与抑制措施研究
引言：
电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，它为我们的生活和工作提供了所需的电力供应。然而，随着电子设备的广泛应用，电力系统中的谐波问题越来越突出。本文将着重探讨电力系统中的谐波分析与抑制措施的研究。
一、什么是谐波？
谐波是指电力系统中频率是基波频率的整数倍的电压和电流的分量。它们可能会导致电力系统的多种问题，如设备损坏、电网负载不平衡以及对其他用户造成的干扰。
二、谐波产生原因：
1.非线性负载：电力系统中的许多设备，如电视机、电脑、电子灯具等，都属于非线性负载。这些设备在工作过程中会引入谐波。
2.电力电子设备：变频器、逆变器等电力电子设备在工作过程中也会产生谐波。
3.电力系统自身：电力系统中的变压器、电容器等元件也可能成为谐波的源头。
三、谐波分析方法：
1.频谱分析：频谱分析是最常用的谐波分析方法之一。它通过连续变换电流或电压信号，将其分解为一系列频率的分量，从而分析谐波的大小和频率。
2.时间-频率分析：时间-频率分析方法可以显示信号在时间和频率上的变化。这种方法可以更好地识别瞬态和周期性的谐波。
四、谐波抑制措施：
为了解决电力系统中的谐波问题，我们可以采用以下抑制措施： 1.滤波器的应用：通过在电网和设备之间安装滤波器，可以有效地消除谐波分量。滤波器可以根据谐波频率的不同进行选择，以实现最佳的抑制效果。
2.矫正设备的使用：在电力系统中加入矫正设备，如有源滤波器或静态无功补偿器，可以对电流和电压进行实时调整，从而减少谐波分量。
3.负荷端管理：通过调整非线性负载的工作条件，如改变设备的运行方式或引入谐波补偿装置，可以降低谐波的产生和传播。
4.教育和培训：提高电力系统从业人员的谐波意识，并向他们提供相关的培训和教育，以正确操作设备和减少谐波的产生。
结论：
电力系统中的谐波问题是一个需要关注和解决的重要问题。谐波的产生原因复杂多样，因此需要采取多种谐波分析方法来准确识别谐波的频率和大小。在抑制措施方面，可以通过滤波器的应用、矫正设备的使用、负荷端管理以及教育和培训来降低谐波的产生和传播。只有通过全面的研究和有效的措施，我们才能有效解决电力系统中的谐波问题，保障电力供应的可靠性和稳定性。
电力系统中的谐波与畸变分析
电力系统中的谐波与畸变分析
电力系统是现代社会中至关重要的基础设施之一，它为各行各业的正常运转提供了能源支持。然而，在电力系统中，谐波和畸变的存在会给系统的稳定性和可靠性带来一定的影响。因此，对电力系统中的谐波和畸变进行分析和研究是非常必要的。
1. 谐波的概念和产生原因
谐波是指频率为整数倍于基波频率的电压或电流成分。它们由非线性负载设备，例如电弧炉、变频器等产生，并通过电力系统传递。谐波的产生主要是由于非线性电气负载设备对电力系统的电流需求不是正弦波形的结果，使得系统中存在额外的频率成分。
2. 谐波对电力系统的影响
谐波会对电力系统产生一系列的负面影响。首先，谐波会导致电力系统的额定电压和电流失真，使得设备的运行不稳定，并增加电力设备的损耗。其次，谐波会引起变压器和电动机的振动和噪声，进一步降低设备的寿命。最重要的是，谐波会对其他用户产生干扰并降低电力系统的供电可靠性。
3. 谐波与畸变的分析方法
为了有效地分析电力系统中的谐波和畸变，需要使用一些专门的测试设备和算法。目前，市场上有各种各样的谐波分析仪和畸变分析仪，可以用来监测和测量电力系统中的谐波和畸变。基于这些测量数据，可以采用傅里叶变换、小波分析等数学方法，对谐波和畸变的频率和幅度进行分析和计算。
4. 谐波和畸变的治理措施
为了降低电力系统中谐波和畸变的影响，需要采取一系列的治理措施。首先，可以通过合理的设计和选择电气设备，减少非线性负载设备的使用，从源头上减少谐波的产生。其次，可以采用滤波器、谐波抑制器等装置，对系统中的谐波进行衰减和消除。此外，也可以通过改进电网的结构和增加电容器等手段，提高系统的电力质量，减少谐波和畸变的影响。
5. 谐波与畸变的国际标准
随着对谐波和畸变问题的不断重视，国际上也陆续制定了相关的标准和规范。例如，国际电工委员会（IEC）发布的IEC 61000系列标准，规定了电力系统中的谐波和畸变的测试方法和限值要求。这些标准的制定和遵守，对于确保电力系统的稳定和可靠运行有着重要的作用。
楼宇供电谐波和无功的治理现状及存在的问题分析
楼宇供电谐波和无功的治理现状及存在的问题分析
【摘要】随着科学技术的进步，生产和生活领域中的自动化、智能化设备应用越来越普遍，对电能质量提出了更高的要求。其一，楼宇BAS中由大量的电子设备及电气设备谐波源产生的谐波对配电系统严重污染，随着楼宇及智能小区迅速发展，若治理不力，这种污染愈来愈重，甚至成为公用电网的主要污染源。因此，综合治理好楼宇的谐波和无功功率，对提高公用电网的电能质量有十分重要的意义；其二，综合治理楼宇的谐波和无功功率，能提高楼宇配电系统的供电质量，提高供电的安全性和可靠性，切实保证楼宇智能化系统等设备的安全正常运行，提高楼宇的功能和效益。
【关键词】建筑电气；供电谐波；无功补偿；混合补偿；可靠性；安全性；经济性
０引言
近年来，高层楼宇建筑向楼宇自动化迅速发展，成为新的经济增长点，楼宇自动化也成为一个地区、一座城市、一个国家经济和科技实力的象征。但是，高层建筑楼宇自动化系统（设备自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统）中大量自动化设备需要高质量的电源，但同时其中相当数量的设备由于具有非线性负载特性，又是引发低压供电系统谐波畸变的扰动源。对供电系统造成严重污染，使电能质量下降，不仅给楼宇中的电气设备、电子设备及楼宇智能化系统带来严重的危害和不良影响。并且对楼宇BAS供电系统以外的电气与电子设备带来危害。由谐波和无功引发的各种事故和故障，给国民经济生产和生活造成严重损失。
１谐波抑制方法及存在的问题
抑制谐波的方法有两种，一是设计谐波补偿装置来补偿谐波，这对各种谐波源都适用；另一种是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，而且功率因数接近为1。传统的谐波补偿方式采用由LC组成的无源滤波器，它由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成。它具有结构简单，前期投资少，运行可靠性高，运行费用低等优点，因而得到广泛的运用。但是LC滤波器存在一些难以解决的问题。
（1）只对设计要求规定频率点的谐波滤波效果较好，对其它频率谐波滤波效果不明显。
电力系统谐波治理综述
电力系统谐波治理综述
电力系统谐波治理综述
随着电力系统的发展，谐波问题逐渐成为了电力系统中不可忽视的问题之一。在电力系统中，谐波是指频率为基波频率的整数倍的交流信号，它们会对电力设备和系统产生不良影响，如损坏设备、降低能效等。因此，对于电力系统谐波治理的研究和应用具有重要意义。
1. 谐波产生原因
谐波产生的原因主要有以下几点：
（1）非线性负载：非线性负载如变频器、整流器等会导致电流出现非正弦形状，从而引起谐波。
（2）变压器饱和：当变压器运行在过载状态时，铁心会饱和，导致输出电压失真并产生谐波。
（3）接地故障：接地故障会导致地回路中出现大量的干扰信号，并引起谐波。
2. 谐波影响
（1）损坏设备：谐波会导致设备内部温度升高、绝缘老化等问题，从而降低其使用寿命。
（2）降低能效：谐波会导致电力系统中的有功功率和无功功率之间的失衡，从而降低系统的能效。
（3）影响电力质量：谐波会导致电压失真、频率漂移等问题，从而影响电力质量。
3. 谐波治理方法
为了解决谐波问题，需要采取有效的谐波治理方法。常见的谐波治理方法包括以下几种：
（1）滤波器：滤波器是一种常用的谐波治理设备，它可以通过选择合适的滤波器类型和参数来消除谐波。
（2）变压器设计：变压器设计可以通过改变铁心材料、结构等来减少饱和现象，从而降低谐波产生。
（3）接地故障检测：及时发现并排除接地故障可以有效避免大量干扰信号和谐波产生。
（4）使用线性负载：线性负载如电阻、电感等不会产生非正弦形状的电流，因此能够有效减少谐波产生。
4. 谐波治理应用
目前，在实际应用中，针对不同类型的电力系统，需要采取不同的谐波治理方法。例如，在工业领域中，由于存在大量的非线性负载，因此需要采用滤波器等设备来消除谐波；而在电力供应领域中，则需要采取变压器设计等措施来减少谐波产生。
总之，电力系统谐波治理是电力系统中不可忽视的问题之一。通过合理选择和应用谐波治理方法，可以有效降低谐波产生对电力设备和系统的影响，提高电力系统的稳定性和可靠性。