煤矿企业供电系统谐波治理措施研究
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。
电力系统中的谐波问题与分析技术研究
电力系统中的谐波问题与分析技术研究引言：现代社会对电力的需求越来越大，电力系统的稳定运行对于社会经济的发展至关重要。
然而，电力系统在运行过程中会面临一些问题，如谐波问题。
谐波是电力系统中的一种普遍现象，它对系统的稳定性和设备的正常运行产生了不可忽视的影响。
因此，对电力系统中的谐波问题进行深入研究和分析，提出相应的解决方法和技术手段是非常必要的。
一、谐波问题的定义与影响1. 谐波的定义谐波是指电力系统中存在的频率是基波频率整数倍的谐振现象。
电力系统中产生谐波的主要原因包括非线性负载、发电机组的谐波励磁和谐波源的接入等。
谐波问题主要表现在电压和电流波形畸变、系统损耗增加以及设备寿命缩短等方面。
2. 谐波问题的影响谐波对电力系统的影响主要体现在以下几个方面：（1）设备损坏：谐波会导致电力设备的工作电流和温度升高，进而加速设备的老化和损坏；（2）电网损失：谐波会导致电网中的有功和无功损失增加，降低系统的效率；（3）通信干扰：谐波会对通信设备产生干扰，降低通信质量和可靠性。
二、谐波分析技术为了解决电力系统中的谐波问题，需要进行谐波分析，找出谐波源，并提出相应的处理措施。
目前，谐波分析技术主要包括频谱分析和时域分析两种方法。
1. 频谱分析频谱分析是通过观察电力系统中各频率成分的振幅和相位关系，以及谐波频率分布情况来分析谐波问题。
常用的频谱分析方法包括傅里叶变换和小波变换。
（1）傅里叶变换傅里叶变换能够将信号在频域中分解成各个频率成分，并得到各频率成分的幅度和相位信息。
通过对电压或电流波形进行傅里叶变换，可以得到具体的谐波频率及其振幅，从而判断谐波的产生原因。
（2）小波变换小波变换是一种时频分析方法，能够同时提供时间和频率信息。
它通过对信号进行连续的分解，得到各个频率成分在时域和频域上的分布情况，更能反映谐波在时间上的变化特性。
2. 时域分析时域分析是通过观察电力系统中各时刻的电压和电流波形来分析谐波问题。
常用的时域分析方法包括快速傅里叶变换和窗函数法。
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。
谐波治理及无功补偿方案
谐波治理及无功补偿方案谐波治理及无功补偿方案随着现代电力系统的快速发展和应用，电力质量问题日益凸显。
其中一个主要问题就是谐波污染，谐波污染会对电力系统产生极大的危害，如烧毁电器设备、造成供电失灵等。
为了有效解决谐波污染问题，可以采用谐波治理及无功补偿方案。
一、谐波治理1.谐波发生的原因谐波是指电源产生的不同于基波频率的信号，其会把电力系统中的电压和电流形成很多波峰，属于高频电流。
2.谐波的产生谐波的形成，主要是由非线性负载所引起（例如变频器、电子电路等），这些负载会对输电线路上传输的电能进行畸变，导致电力系统中产生多余的波形。
3.谐波的危害谐波的危害十分显著，其主要表现为电力系统中的电器设备可能会受到烧毁的风险，从而引发一系列的安全事故和设备故障。
4.谐波治理方案（1）滤波器法：通过在负载侧增加合适的滤波器，可以去除输出信号中的高频波形，让电力系统中的电路保持基波同步。
（2）减小非线性负载法：由于非线性负载是谐波形成的主要原因，因此可以通过减少或替换负载器件，从而降低谐波的产生。
（3）提高系统阻抗法：当系统的阻抗增加时，电源的输出电流会减少，从而谐波的产生会得到一定的减少。
二、无功补偿1.无功补偿的原理无功补偿是一种电力系统中无功功率的调节方法，其通过连接电容器或电感器，来对补偿线路进行补偿，从而实现对无功功率的控制和调节。
2.无功功率的特点无功功率具有波动性和成段性的特点，这是由于电力系统中产生的无功功率主要受到负载方向或回路的变化所影响。
3.无功补偿的作用（1）提高功率因数：在无功补偿的情况下，系统的功率因数会有所提高，从而有效降低负载对电力系统的影响。
（2）降低电网损耗：通过对电路进行无功补偿，可以将电力系统中的无功功率转化为有用的有功功率，从而减少电网的能量损耗。
（3）提高电力系统的稳定性：无功功率的波动会影响电力系统的稳定性，因此，通过无功补偿，可以有效地提高电力系统的稳定性。
4.无功补偿方案（1）串联电容补偿法：通过在电路中增加合适的等效容值，可以将谐波电流从发电端分流到电容器中。
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。
电力系统中的谐波及其抑制措施
电力系统中的谐波及其抑制措施谐波是电力系统中常见的一种电信号，它是由电力系统中非线性设备引起的。
谐波会导致电力系统不稳定、设备损坏和通信干扰等问题，因此谐波的抑制是电力系统设计和运行中的重要问题。
谐波的产生原理是电力系统中的非线性元件（如整流器、变频器、电弧炉等）在电压或电流作用下，产生不对称的电压或电流波形，导致谐波频率的波形在电力系统中传播和扩散。
常见的谐波频率包括3次、5次、7次等奇次谐波，以及2次、4次、6次等偶次谐波。
谐波对电力系统的影响包括以下几个方面：1.电力系统不稳定：谐波产生的电压波形失真会导致电力系统的电压稳定性下降，可能导致设备的过电压或欠电压现象，进而影响到电力系统的正常运行。
2.设备损坏：谐波电流会导致电力设备内部的电机、变压器等元件温度升高，进而影响到设备的寿命和可靠性。
3.通信干扰：谐波会在电力线上传播，通过电网对通信系统产生干扰，降低通信系统的传输质量。
为了抑制谐波，可以采取以下几种措施：1.使用谐波滤波器：谐波滤波器是一种专门用于抑制谐波的滤波器。
它可以根据谐波频率的不同，选择相应的滤波器进行安装，从而削弱或消除谐波成分。
2.控制负载谐波含量：减少非线性装置的使用，或者采用符合电力系统标准的电气设备，可以降低谐波的产生和传播。
3.设备绝缘和保护：合理选择电力设备的额定容量和绝缘等级，增加设备的绝缘保护，提高设备的抗谐波能力。
4.进行谐波分析和监测：对电力系统中的谐波进行分析和监测，及时了解谐波的产生和传播情况，以便采取相应的措施进行调整和优化。
5.增加电力系统的容量和稳定性：通过增加线路容量、改善电力系统的稳定性，可以降低谐波对电力系统的影响。
综上所述，谐波是电力系统中的一个重要问题，对电力系统的稳定性和设备的正常运行产生不利影响。
通过采取谐波滤波器、控制负载谐波含量、设备绝缘和保护、谐波分析和监测、以及增加电力系统的容量和稳定性等措施，可以有效地抑制谐波，维护电力系统的正常运行。
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。
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煤矿企业供电系统谐波治理措施研究
【摘 要】对于煤矿企业而言，供电系统危害最大就是谐波，通
过电网在供电系统各环节中运行，造成电网电压畸变，还会给煤矿
企业各电气设备带来危害。本文探讨了谐波对煤矿企业的危害性，
进而根据实况提出治理谐波的具体措施。
【关键词】治理措施；供电系统；谐波
1、前言
2011年山西某煤矿发现了一起事故，造成人员伤亡和巨大经济
损失，事后对事故根源进行调查发现就是因为供电系统中存在大量
谐波，导致一些设备发生故障而酿成事故。对于交流电而言，理想
情况下各相电压都会随着时间的变化而周期性改变。但是因电网中
一些元件产生出非线性特性，致使电压偏离了正弦波，严重危害到
煤矿企业的供电系统。
2、煤矿企业的谐波分析
为了研究谐波对供电系统的危害，本文就以某煤矿企业作为案
例，采用电能质量分析仪测试供电系统的谐波，因只测试a、c两
相，因此普遍之需要两相互感器。
2.1测试煤矿主井的提升。通过对主井提升进行测试，最终的结
果如下图：
从上图中可知，在主井提升中，设备里11、13次谐波电流比较
大，完全超出国家相关标准的极限值。因此谐波电流过大必然导致
电压波形出现畸变，其变化幅度超出国家相关标准最大极限的4%。
由此可以大胆推断这个煤矿企业所使用的提升设备是12脉动变流
器，次谐波h=12k±1（k是正整数）次，这种推测和现场实况基本
上吻合一致。
2.2测试副井提升。通过对副井提升进行测试，最终的结果如下
图：
从图2中观察发现，对于副井提升之中主要出现了5，7，11，
13，17，19次谐波电流比较大，已经超出国家相关标准的极限值。
出现这种现象根源就在于对设备提升之时应用了6脉动变流器，次
谐波h=6k±1（k是正整数）次，这种推测和现场实况基本上吻合
一致。
2.3分析谐波的危害性。总体而言，谐波对供系统的危害体现在
如下方面：
从分析可知，供电系统中的谐波主要是由半导体的非线性元件
产生，比如矿井提升机、通风机以及带式输送机等各种设备，一旦
系统中出现了谐波必然增加了电网的功率损耗、缩短了供电设备的
使用寿命、丧失接地保护功能以及造成供电线路与设备发热过高等
危害，如果谐波的波幅太大还可能引发变电站出现并联或者串联谐
振，致使电网系统中各个元件跟着产生出谐波损耗，加快元器件老
化。通过上面的测试可知，在测试之中加入一个波段的电流谐波值
出现偏差，一旦远超过国家所设定极限值，必然导致井下的各个设
备谐波含量都比地面的高。因此必须要采用相应的治理所致，确保
供电系统的供电质量。
3煤矿企业供电系统谐波治理措施
从测试情况可知，供电系统中存在大量谐波，必然会随着电流
在整个系统中流动，也就会影响到各种用电设备，会给煤矿生产带
来极大影响。因此就要采用相应措施质量谐波。
3.1对谐波源进行改造。消除谐波首先要从产生谐波的根源入
手，各种非线性元件是产生谐波的主要来源，因此就要从电子装置
自身入手，想办法降低产生谐波。从测试中可以看出来加强变流的
装置周期就能够消减脉动次数，降低起伏幅值大小，进而运用技术
减小谐波源。采用这种方法就一定要采用波段测试装置，从技术角
度上干预异常波段。同时还要在供电系统中应用高频率因数整流
器，能够自动改造谐波源。
3.2合理选择电力电缆线。在现在电力电缆线之时一定要考虑到
缆截面，首先就应该考虑一旦存在谐波就可能引发电缆发热，所以
对于谐波能够扰动的设备必须要考虑选择合理配线，要通过相应的
计算公式计算出电缆承载流量之时所需要裕量值。而裕量值主要是
受到弧垂、斜长以及持续等各种因素的影响。本文以接续作为例子，
电线搭接必然造成裕量增量，同时还要受到导地线的长度以及接线
工艺影响。普遍而言接线的产度不能够超过1.1m，假如接地的导线
长度按照2000m计算，就会造成裕量增量不能够超过0.06%。
3.3变压器的选择。变压器中非线性元件较多，是产生谐波的主
要器件之一。对于变压器的选择上来看，必须要选择正确合理接线
方式，进而对不平衡电力与3n次谐波电流进行阻止，防止从原边
传递到供电系统中。对于星形（三角形）变压器，3n次谐波电流与
不平衡电力都会在初级绕组中循环流动，并不会传递到供电系统
中。对于煤矿企业多使用的星形（三角形）变压器，必须依据负载
来确定变压器的额定容量，同时还要考虑到谐波发生畸变而预留出
裕量，防止因为谐波造成变压器发热而损坏。
3.4加设谐波补偿装置。对于煤矿生产中而言，产生谐波主要来
自于通风机、大功率的提升机以及带式输送机，运行时就要可能产
生出严重高次谐波造成污染。因此要抑制变压器所产生谐波，就必
须要加设出谐波补偿装置，确保电流按照正弦波进行输送。比如最
为常用方式就是对变频器的1.14kv母线上加设五次单调谐滤波器，
在电容器安装之时容量270kvar，应用角形接线，对于单相应用一
串七并方式。
3.5采用治理谐波和动态补偿一体化。这种方式就是将无功发生
器中的自换相的桥式变流电路通过电抗或者直接和供电系统并联，
其内部的智能控制单元就能够分析运行并获取无功补偿，自动调节
桥式电路所输出的交流电压相位与幅值，让输送进供电系统中的电
压处于正弦波形式，这种方式有效的实现了动态补偿与质量谐波的
作用。其主电路如下图：
4、结束语
煤矿企业安全、正常进行生产，就必须要重视供电系统中的谐
波对各种设备造成的危害性，必须要分析产生谐波的根源，进而依
据这些根源采取科学合理的治理措施，尽可能的降低谐波的产生和
对煤矿生产带来的危害，确保煤矿企业安全、正常运转，降低煤矿
企业生产中的事故发生率。