电厂发电系统谐波危害及其控制探讨
电力系统中谐波分析与治理
电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中，电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而，谐波问题却成为了影响电力系统质量的一个不容忽视的因素。
谐波不仅会导致电力设备的损坏，还会增加电能损耗，降低电力系统的可靠性。
因此，对电力系统中的谐波进行深入分析，并采取有效的治理措施，具有十分重要的意义。
一、谐波的产生要理解谐波，首先需要了解它的产生原因。
谐波主要来源于电力系统中的非线性负载。
常见的非线性负载包括各种电力电子设备，如变频器、整流器、逆变器等，以及电弧炉、荧光灯等。
以变频器为例，它通过对电源进行快速的通断控制来实现对电机转速的调节。
在这个过程中，电流和电压的波形不再是标准的正弦波，而是包含了各种频率的谐波成分。
整流器在将交流电转换为直流电的过程中，由于其工作特性，也会产生谐波。
同样，电弧炉在工作时，电弧的不稳定燃烧会导致电流的剧烈变化，从而产生谐波。
二、谐波的危害谐波的存在给电力系统带来了诸多危害。
对电力设备而言，谐波会使变压器、电动机等设备产生额外的损耗，导致设备发热增加，缩短使用寿命。
对于电容器来说，谐波电流可能会使其过载甚至损坏。
在电能质量方面，谐波会导致电压和电流波形的畸变，使电能质量下降，影响用电设备的正常运行。
例如，对于计算机等精密电子设备，谐波可能会引起数据丢失、误操作等问题。
此外，谐波还会增加电力系统的无功功率，降低功率因数，从而增加线路损耗和电能浪费。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波，首先需要对其进行准确的分析。
目前，常用的谐波分析方法主要有傅里叶变换、小波变换和瞬时无功功率理论等。
傅里叶变换是谐波分析中最常用的方法之一。
它可以将一个复杂的周期性信号分解为不同频率的正弦波分量，从而得到各次谐波的幅值和相位信息。
然而，傅里叶变换在处理非平稳信号时存在一定的局限性。
小波变换则能够很好地处理非平稳信号，它通过对信号进行多尺度分析，可以更准确地捕捉到信号在不同时间和频率上的特征。
电力谐波抑制技术及解决方案资料
电力谐波抑制技术及解决方案资料电力谐波是电力系统中一种频率偏离基波频率的波形，它们是电力设备的非线性因素引起的。
谐波会导致电网电压和电流的畸变，对电力设备的正常运行造成影响甚至损坏设备。
因此，抑制电力谐波成为了电力系统设计和运行中一个重要的问题。
下面将介绍电力谐波抑制的几种技术及解决方案：1.谐波滤波器：谐波滤波器是一种专门设计用于抑制电力谐波的装置。
它通过选择特定的滤波器参数来消除特定频率的谐波。
谐波滤波器通常由电抗器和电容器组成，可以以并联或串联的方式连接到电力系统中，以抑制电网中的谐波。
2.谐波自适应控制：谐波自适应控制是一种通过实时监测电力系统中的谐波情况，并根据需要自动调整电力设备的工作状态以抑制谐波的技术。
这种技术通常利用数字信号处理和控制算法来实现。
3.软开关技术：软开关技术是一种改善电力系统中非线性负载造成的谐波问题的方法。
它通过控制开关状态的切换时机和方式来减小谐波的产生。
软开关技术可以通过改进开关器件和控制策略来实现。
4.谐波抑制变压器：谐波抑制变压器是一种特殊设计的变压器，用于抑制电力系统中的谐波。
它可以通过调整变压器的参数和结构来提供对特定谐波频率的有效抑制。
5.谐波滤波器和UPQ设备结合使用：UPQ设备是一种将滤波器与有源电力滤波器相结合的装置。
它可以消除电力谐波，并对电网中的其他电力质量问题如电压波动、电压不平衡等进行修正。
总的来说，抑制电力谐波的技术和解决方案可以通过滤波器、自适应控制、软开关技术、谐波抑制变压器和结合使用谐波滤波器和UPQ设备等方式来实现。
这些技术和解决方案可根据具体情况选择使用，以提高电力系统的稳定性和可靠性。
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、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。
柴油发电机组控制系统谐波干扰控制方法研究
柴油发电机组控制系统谐波干扰控制方法研究一、谐波干扰的产生及影响1.谐波干扰的产生柴油发电机组的控制系统包括发动机控制、发电机控制和并联系统控制等多个部分。
在发电机运行过程中，由于电力电子设备、非线性负载等因素的影响，会产生各种谐波电流和谐波电压。
这些谐波电流和谐波电压会对发电机组的控制系统产生干扰，影响其正常的运行和稳定性。
2.谐波干扰的影响谐波干扰会导致发电机组控制系统的电路和元器件过载、温升过高，甚至损坏。
谐波电流会导致发电机的转子和绕组产生附加损耗，影响发电机组的电能质量，甚至对电网产生谐波注入，影响电网稳定性。
1. 谐波滤波器的应用谐波滤波器是一种常用的谐波控制装置，能有效滤除电网中的谐波电流和电压。
在柴油发电机组的控制系统中，可以通过安装谐波滤波器的方式来控制谐波干扰。
谐波滤波器通常包括串联和并联两种类型，根据实际情况选择合适的谐波滤波器类型并进行安装，可以有效地控制谐波干扰。
2. 谐波控制器的优化谐波控制器是一种能够实时监测电网谐波情况并进行调节的设备，通过对电网谐波进行实时监测和分析，控制器可以对发电机组的控制系统进行优化调节，减小谐波干扰的影响。
3. 控制系统参数的优化柴油发电机组的控制系统参数对谐波干扰的控制具有重要影响。
通过对控制系统参数的优化调整，可以降低系统的谐波响应，减小谐波干扰对系统的影响。
4. 对非线性负载的管理非线性负载是谐波干扰的主要来源之一，对其进行合理的管理可以有效降低谐波干扰。
在柴油发电机组的控制系统中，可以通过对非线性负载进行合理的分配和控制，减小其对系统的谐波干扰影响。
三、结论柴油发电机组控制系统谐波干扰控制是一个非常重要的问题，其影响涉及到发电机组的安全稳定运行，以及对电网质量的保障。
通过对谐波干扰的产生机理和影响进行分析，本文提出了一些针对性的控制方法，包括谐波滤波器的应用、谐波控制器的优化、控制系统参数的优化以及对非线性负载的管理等，这些方法在实际应用中能够有效地降低柴油发电机组控制系统的谐波干扰影响，提高其运行稳定性和供电质量。
电力系统谐波治理的四种方法
电力系统谐波治理的四种方法电力系统中的谐波是指电网中除基波（50Hz或60Hz）外的各种频率的非线性电流和电压分量。
谐波会导致电网中设备的性能下降，甚至造成设备的故障。
因此，为了保证电力系统的正常运行和设备的安全使用，需要进行谐波治理。
下面介绍电力系统谐波治理的四种方法。
第一种方法是滤波器的应用。
滤波器是一种电子器件，可以通过选择性地通过或阻断特定频率的信号来消除谐波。
根据谐波的频率，可以选择合适的滤波器类型，例如LC滤波器、有源滤波器等。
滤波器通常与设备的电源连接，以便将谐波电流或电压从电网中衰减到可接受的水平。
第二种方法是降低谐波源的发生。
谐波是由非线性负载引起的，例如变频器、电弧炉等。
降低谐波源的发生可以通过选择低谐波的设备、改进设备的运行方式或采取适当的谐波抑制措施来实现。
例如，在选择变频器时，可以考虑具有低谐波输出的变频器，或者通过安装谐波抑制器来补偿谐波。
第三种方法是采用谐波干扰限制技术。
谐波可以通过电力系统中的传输线、变压器等元件传播到其他设备中，造成干扰。
因此，为了减少谐波的传播和干扰，可以采用一些限制技术，如使用低谐波设计的变压器、采用合适的线路参数等。
第四种方法是谐波监测和分析技术的应用。
谐波的监测和分析是谐波治理的重要步骤。
通过采集电网中的谐波数据，并利用相关的分析软件进行谐波分析，可以了解电网中的谐波水平和谐波源的特征，为谐波治理提供科学的依据和措施。
总之，电力系统谐波治理是保证电力系统正常运行和设备安全使用的重要措施。
通过滤波器的应用、降低谐波源的发生、采用谐波干扰限制技术和谐波监测分析技术的应用，可以有效地控制和消除电力系统中的谐波，提高电网的质量和可靠性。
谐波的危害与对策
谐波的危害与对策随着用电负荷快速增加及电力电子设备的大量应用,非线性负荷已经成为电力系统的重要组成部分。
非线性负荷是产生谐波的重要原因。
电网的谐波含量是电能质量的重要指标之一,全面保障电能质量是电力企业和用户共同的责任和义务。
所以研究谐波产生的原因和谐波造成的危害,在电气设计中采取各种相应技术措施进行谐波抑制,是当前电气设计的一项重要内容。
在我院过去的设计项目中,或者因为生产工艺的调整而增加大量的变频设备,或者因为在购置电容器补偿柜时,擅自取消电抗器,而造成补偿电容器损坏的事故都曾发生过。
分析事故造成的原因,都是因为低压系统中谐波电压过大而造成的。
这两起事故引起了我们电气工程设计人员的高度重视。
一、谐波的产生1、产生谐波的主要负荷大型民用建筑绝大多数用电设备为非线性负荷，一类是含开关电源的非线性负荷（电压型谐波源，电容性负载），如计算机、打印机、电信设备、含电子镇流器的照明灯具、电视机、智能化设施等。
另一类是呈感性的非线性负荷，如含电感性的照明灯具。
变频空调、影剧院可控硅调光装置、微波炉、彩电、单相变频空调、个人电脑的谐波含有率分别高达130％、17％、100％，是谐波重要来源。
日本调查显示，来自民用建筑的谐波污染占总谐波量的40％。
相控整流器、同波变流器、不间断电源（UPS）等电力电子非线性负荷产生谐波。
三相变频空调、变频调速风机和水泵、调速电梯、软启动设备，也都是产生谐波的用电负荷。
2、主要异常现象南京某商城先后出现避雷器爆裂、主干母线槽温升高、绝缘损坏跳闸、照明光源更换频繁、变压器运行温升及噪音异常等；某医院低压补偿电容器爆裂；某银行发现中性线与保护线间电压过高、中性线电流严重过载等异常现象。
3、谐波电流危害比较严重的主要场所综合办公楼、商业建筑、金融建筑及大型医技综合楼等大型民用建筑，由于大量使用日光灯、电梯、计算机、变频风机、水泵或软启动设备、EPS或UPS电源、X光机、CT等医疗设备等，这些用电设备都为非线性负荷，是产生谐波电流的主要根源。
谈谐波的处理及措施
谈谐波的处理及措施1、引言理想的电能应该是完美对称的正弦波。
谐波的混入会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题。
一方面我们要研究谐波产生的原因，另一方面我们要研究谐波会导致哪些问题，最后，我们要研究如何消除谐波，从而在一定程度上使电能接近正弦波。
2、谐波产生的原因在电力系统中，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。
由于半導体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性，电力系统的某些设备如功率转换器会呈现比较大的背离正弦曲线波形。
所有的非线性负荷都能产生谐波电流，产生谐波的设备类型有：开关模式电源（SMPS）、电子荧光灯镇流器、调速传动装置、不间断电源（UPS）、磁性铁芯设备及某些家用电器如电视机等。
3、谐波产生的危害谐波的危害主要由以下几个方面，（1）对变压器的影响，变压器由于过大的谐波电流而产生附加损耗，从而引起过热，使绝缘老化加速，导致绝缘损坏，发生触电危险，正序和负序谐波电流同样使得变压器铁芯产生磁滞伸缩和噪声，电抗器产生振动和噪声。
（2）对并联电容器的影响，并联电容器的容性阻抗特性，以及阻抗和频率成反比的特性使得电容器容易吸收谐波电流而引起过载发热，当其容性阻抗与系统中感性阻抗匹配时，容易构成谐波谐振，使电容器发热导致绝缘击穿的故障增多，谐波电压与基波电压峰值发生叠加，使得电容器介质更容易发生局部放电，此外谐波电压与基波电压叠加时使电压波形增多起伏，倾向于增多每个周期中局部放电的次数，相应的增加了每个周期中局部放电的功率，而绝缘寿命则与局部放电功率成反比。
（3）对断路器的影响，谐波电流的发热作用大于有效相等的工频电流，能降低热元件的发热动作电流，高次谐波含量较高的电流能使断路器的开断能力降低，当电流的有效值相同时，波形畸变严重的电流与工频正弦波形的电流相比，在电流过零时的di/dt可能较大，当存在严重的谐波电流时，某些断路器的磁吹线圈就不能正常工作。
谐波电流的危害及改善措施
谐波电流的危害及改善措施
谐波电流是一种频率高于基波频率的电流，当它传导到电力系统中时，会对电气设备和系统造成一定的危害。
以下是谐波电流的危害及改善措施：
1. 危害：
(1) 对电气设备造成损坏：谐波电流会使变压器、发电机、电缆等电气设备产生热量，加剧其老化，增加故障率。
(2) 影响电能质量：谐波电流会导致电能质量下降，增加电能损失，影响电力系统的稳定运行。
(3) 产生干扰：谐波电流会在两根导线之间产生电磁场，产生电磁干扰，影响其他电子设备的正常工作。
2. 改善措施：
(1) 使用滤波器：滤波器是一种能够将谐波电流滤除的电子元件，通过使用滤波器可以有效降低谐波电流对电气设备的影响。
(2) 采用合适的电气设备：选用具有耐受谐波电流特性的电气设备，在设计电力系统时应充分考虑谐波电流的影响。
(3) 加强监测和维护：定期对电力系统进行检测和维护，及时发现和排除谐波电流带来的影响，保障电力系统的正常运行。
谐波电流对于电力系统的影响是极其重要的，为了保障电力系统的安全稳定运行，应该加强科学合理的设计、选用合适的设备、加强监
测和维护等工作，减少谐波电流的危害。
电力系统中谐波的危害
电力系统中谐波的危害电网谐波是怎么产生的？其主要来自于以下几个方面：一是发电源质量不高产生谐波：发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。
二是输配电系统产生谐波：输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。
它的大小与磁路的构造形式、铁心的饱和程度有关。
铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流的0.5%。
三是用电设备产生的谐波：晶闸管整流设备。
由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。
我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。
如果整流装置为单相整流电路,在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。
如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。
经统计说明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%,这是最大的谐波源。
变频装置。
变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波也越来越多。
电弧炉、电石炉。
由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而注入电网。
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２０１１年１１月２５日第２８卷第６期 ＣｉＬ镌电．潦技术 Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏｖ．２５，２…Ｉ，Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．６
文章编号：１００９—３６６４（２０１１）０６—００８２—０２
电厂发电系统谐波危害及其控制探讨 技术交流
王龙 （华能烟台发电有限公司，山东烟台２６４（）（）（））
摘要：电力系统谐波电流对电网的污染是由来已久的问题，文中对电厂发电系统的谐波治理进行了探讨研究，首先 简单分析了谐波电流的产生根源及其危害性，重点探讨了电厂发电系统谐波电流的抑制措施，分析了常用的谐波电流抑 制措施，并给出了具体的电网谐波电流整治方案。从整流装置和变频装置两个角度论述了谐波电流的整治方案和应用措 施。 关键词：发电系统；谐波电流；谐波危害；谐波控制 中图分类号：ＴＭ６２１ 文献标识码：Ａ
Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｈａｚａｒｄｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ＷＡＮＧ Ｌｏｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｈｕａｎｅｎｇ ｇｒｏｕｐ，Ｙａｎｔａｉ ２６４０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｔＯ ｔｈｅ ｇｒｉｄ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａ ｌｏｎｇ—ｓｔａｎｄｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｉｔ ａｎａｌｙｓｅｓ ｓｉｍｐｌｙ ｔｈｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔｓ ｏｒｉｇｉｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｄａｎｇｅｒｓ， ｔｈｅｎ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｉｌｅ ｒｅｓｔｒａｉｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｓ ｏｆ ｒｅｓｔｒａｉｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ，ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｇｉｖｅｓ ａ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ．Ｉｔ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ａｎｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｄｅｖｉｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ；ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ；ｈａｒｍｏｎｉｃ ｈａｚａｒｄ；ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ
电力系统中存在的谐波问题，主要是由于整流器、 变频器等感性电力电子装置的广泛应用，这些非线性 负载使得正弦波波形的电流发生了畸变，产生谐波电 流。根据国家电力相关部门统计，２０００年由于电力谐 波造成的电力故障损失达３００万元左右，２（）１０年高达 ９００万元，故障数量及严重性逐年攀升。 本文主要结合电厂发电系统中的谐波电流，对其 危害性展开分析探讨，在此基础上期望能够找到合理 有效的谐波电流抑制控制措施，和广大同行分享。 １ 谐波电流产生的根源及危害性 （１）谐波电流的产生原因 由于电力系统中使用了非线性负载，改变了原本 呈现正弦波形的电流，使之发生畸变而产生了谐波电 流，谐波对发电及用电设备产生污染与危害。纵观目 前电厂所采用的电力电子装置，产生谐波电流的原因 主要有以下几个方面： ①发配电设备产生谐波 发配电设备由于制造工艺的限制，存在约（）．５％ 的工艺或者精度误差，例如发电机、变压器三相绕组不 完全对称，在这样的发电机铁芯激励下也就很难获得 收稿日期：２０１１＿【）８—２２ 作者简介：王 龙（１９７６），男，山东烟台人，本科，华能烟台发 电有限公司电力工程技术工程师，研究方向：电力系统及其自 动化。 ・８２・ 理想的正弦波形曲线，发生电流畸变，产生谐波电流。 ②用电设备产生谐波 ａ．晶闸管整流设备 由于晶闸管整流装置采用的是移相控制原理，冈 此晶闸管从能量吸收来看吸收的是缺角的正弦波形， 由此电网所获得的就是另一部分缺角的正弦波形，从 而使得电网电流中夹杂大量谐波。 ｂ．变频、内反馈等调速设备 在电力发电系统中广泛使用的变频装置及内反馈 调速装置，由于采用感性非线性元件构成负载元件，容 易产生谐波电流。尤其是内反馈调速装置，由于其应 用的主要目的是为了实现调速的目的，将谐波电流再
一次反馈到电力发电设备中去，从而加重了电力系统 中的谐波电流，造成了二次污染。 其他设备，如电弧炉、气体放电类电光源及电脑 等，在使用过程中都会或多或少产生谐波电流。 （２）谐波电流的危害性 ①增加电力设备额外损耗，提高温升 谐波电流的频率为基波的整数倍。流经导体会引 发集肤效应，导体对谐波电流的有效电阻增加，设备温 度急剧升高，进一步增加有效电阻，不断增加额外损 耗，并加速设备老化。 ②影响继电保护和自动控制系统可靠性 电力系统中的继电保护及自动控制系统都是以电 流中的基波为基础实现相关功能的，电流中夹杂的高 频谐波电流可能导致继电保护误动作，或者使自动控 通镌电．凉 】Ｉ： ２０１１年１１月２５日第２８卷第６期 王龙： 电厂发电系统Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
谐波危害及其控制探讨 Ｎｏｖ．２５，２０１１，Ｖｏ１．２８．Ｎｏ．６
制系统失去工作可靠性，比如继电保护误动作，自动倒 票操作机跳票等等，如果谐波电流为高次高频谐波，还 有可能对变频器、调速装置等产生致命的影响，进而引 发电力系统的瘫痪。 ③干扰电力通信系统的正常工作 电力通信是基于载波原理实现的，高次高频谐波 电流能够使通信线路发生信号畸变、失真，导致通话质 量不佳，甚至还会对通信设备造成损害，影响电网安全 运行。 ④影响电力设备使用可靠性及其寿命 电力设备受到谐波电流的影响，都会或多或少的 产生一定影响，或是工作可靠性受到影响，或是内部电 路被破坏，或是由于功率损耗加大而导致温升急剧升 高最终对设备的服役寿命产生了威胁。事实上，谐波 电流基本上都会对电力设备产生影响，尤其是像变频 器、内反馈调速装置等这样的感性元件负载，其服役寿 命都将受到谐波电流的影响而大大缩短。 ２ 电厂发电系统谐波电流的抑制措施 ２．１ 谐波源抑制措施应用探讨 从上文分析中可以发现，电力电子装置是产生谐波 电流的主要原因，由此可对症下药，通过改进电力电子 装置的使用减少谐波电流的产生，也可以认为是通过对 谐波源的治理实现对谐波电流问题的治理，而且这可以 达到治标治本的目的。从当前应用的较为成熟的技术 来说，主要有以下几种措施可以实现对谐波源的抑制： （１）多脉整流及准多脉整流 目前大功率电力电子装置通常采用１２脉或者２４ 脉变流器，以减少谐波电流分量。理论上可通过增加 脉冲变流器数量，提高谐波电流抑制效果，但从另一方 面来说，脉数越多，则整流变压器的连线愈复杂，造价 及控制要求也都相应提高，使整个电力系统可靠性受 到了严峻的挑战，因此并不能一味采用增加脉数的方 法来抑制谐波电流。 近年来提出采用准多脉整流的方法实现对谐波电 流的抑制，基本原理是利用移相的方式来近似的实现 多脉整流。但实现关键不是依赖于脉数激励设备的数 量，而是依赖于电路的控制算法，从软件的角度实现对 谐波电流的抑制，且效果较好，近几年得到了大力研究 和发展。 （２）脉宽调制法 脉宽调制法是利用软件输出ＰＷＭ波形，通过对 输出的控制，获取四分之一波形对称，进而将不同时刻 输出的ＰＷＭ波形进行整合，获得基波的谐振幅值为 零的波形，实现对谐波电流抑制的目的。 其他常用的方法还有波形叠加法、傅里叶级数展 开法、移相控制法等，其谐波抑制原理也都是利用对正 弦波形畸变的优化改善获得正弦波形。 ２．２电网谐波电流整治方案措施 （１）整流装置谐波治理方案 ①改变整流变压器的脉数，使其达到１２脉或２４ 脉。能够在一定程度上抑制谐波，改善电流波形，但是 在增加了变压器脉数后，一定要重新核算变压器容量 是否能够满足负荷要求。 ②电力电子装置的供电电源尽量采用三相对称 回路，并且要尽量使用高灵敏系数的可控硅，以提高整 流装置的可控触发灵敏度，进而实现对谐波的抑制。 （２）变频、内反馈调速装置谐波治理方案 ①采用合适的电抗器。电抗器的使用能够有效 增加电力系统变频器输入侧的功率因数，主要是为了 降低变频器电源输入侧的纹波系数，进而能够降低电 流中的谐波分量。 ②使用有源调谐滤波电容器组 装设滤波装置。常用的滤波装置分有源滤波和无 源滤波，其中有源滤波因为具有较好的滤波效果而得 到广泛应用。尤其是对于高次谐波的滤除，采用有源 滤波能够有效地消除奇次高频谐波，实现整流装置的 滤波。在多数变频器、内反馈调速装置中，使电容器与 电网的电感之间实际上形成了一个谐振电路，该谐振 电路的自谐振频率与变频器内部产生的谐波电流频率 是一致的，主要是５次和７次高频谐波电流，因此采用 调谐滤波电容器组能够实现抑制谐振电路的自谐振频 率进而达到谐波电流抑制的目的。
３结束语 随着我国经济的飞速发展，对于电能的需求越来 越大，不仅仅是电力发电数量上的需求，更重要的是对 电力质量的需求，而广泛使用的感性非线性负载又导 致了谐波电流对电力电网的严重污染，给电力系统稳 定可靠运行带来了一定安全隐患。为此，本文从电厂 发电系统的实际情况出发，探讨了谐波电流的产生原 因及危害性，并提出了若干谐波抑制措施，对于进一步 提高电力系统和发电系统谐波抑制水平，有较好的借 鉴作用。
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