谐波治理范文10篇

摘要:本文作者主要就电力系统谐波的危害做了阐述,同时对我国目前电力系统中进行谐波抑制常用的方法进行了分析。

关键词:谐波危害;谐波抑制;治理措施

前言

在电力系统中采用电力电子装置可灵活方便地变换电路形态,为用户提供高效使用电能的手段。但是,电力电子装置的广泛应用也使电网的谐波污染问题日趋严重,影响了供电质量。目前谐波与电磁干扰、功率因数降低已并列为电力系统的三大公害。因而了解谐波产生的机理,研究消除供配电系统中的高次谐波问题对改善供电质量和确保电力系统安全经济运行有着非常积极的意义。

1.谐波及其起源

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。谐波频率是基波频率的整倍数,根据法国数学家傅立叶(M.Fourier)分析原理证明,任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。谐波可以区分为偶次与奇次性,第3、5、7次编号的为奇次谐波,而2、4、6、8等为偶次谐波,如基波为50Hz时,2次谐波为l00Hz,3次谐波则是150Hz。一般地讲,奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中,由于对称关系,偶次谐波已经被消除了,只有奇次谐波存在。对于三相整流负载,出现的谐波电流是6n±1次谐波,例如5、7、11、13、17、19等,变频器主要产生5、7次谐波。

一、企业谐波产生的原因

（一）电源自身谐波。谐波在电网诞生的同时就是存在的，因为由于制造工艺的问题，电枢表面的磁感应强度分布稍稍偏离正弦波，从而使产生的电流稍微偏离正弦，这部分谐波分量只有在多路供电时才对电网产生影响。电力变压器由于其磁化曲线的非线性也产生少量谐波。

（二）非线性负载产生。谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经非线性负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。变频器、软启动器、稳压电源、电子荧光灯等用电负载等都是非线性负载，是企业主要的谐波源。

1．随着科技的进步与发展，晶闸管整流在不间断电源、稳压装置、自动控制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。就电力系统中的供电电压来说，可以认为其波形基本上是正弦波，由于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周期性的非正弦波，根据任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量，在电网电流中含有大量的谐波。整流装置产生的谐波是电网最大的谐波源。整流装置从电源吸收高次谐波电流，电流在电源回路引起阻抗压降，因此导致整个电网都含有高次谐波成分。

2．变频器也是企业谐波污染的另一重要因素。变频调速在企业应用较为广泛，常用于风机、水泵、皮带秤计量控制等设备中。变频器是把工频电变换成各种频率的交流电，以实现电机的变速运行的设备。其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电转换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出直流电压进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。由于变频器大量使用了非线性的晶闸管，对其供电电源就形成了一个典型的非线性负载。变频装置由于采用了相位控制，是以脉动的方式从电网吸收电流，脉动电流导致电网电压畸变使其含有谐波成份。随着变频调速的发展，对电网造成的谐波污染也越来越严重。

3．软启动器也造成了谐波污染。大功率设备如风机、压缩机的起停都采用了软启动器，因为软启动器采用三对反并联的晶闸管实现交流调压，由于晶闸管是典型的非线性器件，因此在使用过程中也会产生大量的谐波，对设备的稳定运行及电网造成了不良影响。

一、企业谐波产生的原因

（一）电源自身谐波。谐波在电网诞生的同时就是存在的，因为由于制造工艺的问题，电枢表面的磁感应强度分布稍稍偏离正弦波，从而使产生的电流稍微偏离正弦，这部分谐波分量只有在多路供电时才对电网产生影响。电力变压器由于其磁化曲线的非线性也产生少量谐波。

（二）非线性负载产生。谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经非线性负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。变频器、软启动器、稳压电源、电子荧光灯等用电负载等都是非线性负载，是企业主要的谐波源。

1．随着科技的进步与发展，晶闸管整流在不间断电源、稳压装置、自动控制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。就电力系统中的供电电压来说，可以认为其波形基本上是正弦波，由于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周期性的非正弦波，根据任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量，在电网电流中含有大量的谐波。整流装置产生的谐波是电网最大的谐波源。整流装置从电源吸收高次谐波电流，电流在电源回路引起阻抗压降，因此导致整个电网都含有高次谐波成分。

2．变频器也是企业谐波污染的另一重要因素。变频调速在企业应用较为广泛，常用于风机、水泵、皮带秤计量控制等设备中。变频器是把工频电变换成各种频率的交流电，以实现电机的变速运行的设备。其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电转换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出直流电压进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。由于变频器大量使用了非线性的晶闸管，对其供电电源就形成了一个典型的非线性负载。变频装置由于采用了相位控制，是以脉动的方式从电网吸收电流，脉动电流导致电网电压畸变使其含有谐波成份。随着变频调速的发展，对电网造成的谐波污染也越来越严重。

3．软启动器也造成了谐波污染。大功率设备如风机、压缩机的起停都采用了软启动器，因为软启动器采用三对反并联的晶闸管实现交流调压，由于晶闸管是典型的非线性器件，因此在使用过程中也会产生大量的谐波，对设备的稳定运行及电网造成了不良影响。

摘要：本文通过对某海上石油平台电力系统谐波进行分析和治理，旨在节能降耗、改善平台电能质量的同时，提高电气元器件的运行环境，保障平台电力系统安全稳定。

关键词：谐波检测;有源滤波器;谐波治理

某海上石油平台电力系统由2台燃气发电机组成，单台发电机容量为550kV，正常生产情况下，一台发电机单独运行；启动大功率负载时，2台发电机并网运行。平台电力系统的主要负载有海水泵、空压机、吊车、电伴热、照明以及一些小功率加热器。随着平台油气不断开发，石油天然气的地层压力降低，油井自喷能力下降，为提高采收率，在增加采油电潜泵的同时，也需要增加地面变频设备。地面变频设备投入使用后，电力系统继电保护装置开始出现频繁误动作。经过分析、试验和测量后发现，电力系统内谐波含量超出了国家相关标准，并已影响到平台电力系统的稳定运行。本文以该海上石油平台为例，主要介绍平台电力系统谐波分析与治理的过程。

1谐波来源

谐波一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其大于基波频率的电流产生的电量。当正弦波电压施加在非线性负载上时，会因为振荡等其它原因产生非正弦波电流，含有非正弦波电流的电路中就会有谐波产生。在平台上，谐波产生的主要来源有发电机、电力变压器和电力电子设备。1.1发电机。发电机三相绕组的非绝对对称性，导致其在运行过程中会产生少量谐波。1.2电力变压器。设计电力变压器时，为追求利益最大化，通常将运行工作点设置在临近饱和区的拐点位置。变压器投入运行后，较高的铁心饱和度使其工作点偏离了线性曲线，磁化电流波形不能保持为正弦波，而是呈现出尖顶波形状，这样就会产生一定量的奇次谐波。同时，非正弦波形的励磁电流，也会产生一定量的谐波。1.3电力电子设备。随着海上石油平台从自动化向智能化快速发展，大量电力电子设备开始广泛投入应用。平台上的电力电子设备主要有：变频器、蓄电池充电器、卤化物灯、不间断电源及应急电源、电脑、传真机、复印机、节能灯、变频空调、电磁炉和电磁灶等。在电力电子设备大量使用之前，最主要的谐波源是变压器，其次是发电机，但是随着电力电子设备的大规模应用，电力系统内的变频、整流设备成为了最主要的谐波源。

2谐波的危害

摘要:本文作者主要就电力系统谐波的危害做了阐述,同时对我国目前电力系统中进行谐波抑制常用的方法进行了分析。

关键词:谐波危害;谐波抑制;治理措施

前言

在电力系统中采用电力电子装置可灵活方便地变换电路形态,为用户提供高效使用电能的手段。但是,电力电子装置的广泛应用也使电网的谐波污染问题日趋严重,影响了供电质量。目前谐波与电磁干扰、功率因数降低已并列为电力系统的三大公害。因而了解谐波产生的机理,研究消除供配电系统中的高次谐波问题对改善供电质量和确保电力系统安全经济运行有着非常积极的意义。

一、谐波及其起源

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。谐波频率是基波频率的整倍数,根据法国数学家傅立叶(M.Fourier)分析原理证明,任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。谐波可以区分为偶次与奇次性,第3、5、7次编号的为奇次谐波,而2、4、6、8等为偶次谐波,如基波为50Hz时,2次谐波为l00Hz,3次谐波则是150Hz。一般地讲,奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中,由于对称关系,偶次谐波已经被消除了,只有奇次谐波存在。对于三相整流负载,出现的谐波电流是6n±1次谐波,例如5、7、11、13、17、19等,变频器主要产生5、7次谐波。

摘要：谐波主要是由称为谐波源的大功率换流设备（包括化工电解整流设备）及其它非线性负荷产生，谐波源产生的谐波不但危及电网及其它电力用户而且也危及自身，因此谐波的治理是十分必要且有实际经济效益的。本文以滏阳化工厂为实例对谐波的产生及治理方案进行了分析研究。

关键词：谐波造成的危害系统接线

1谐波造成的危害

谐波主要是由称为谐波源的大功率换流设备（包括化工电解整流设备）及其它非线性负荷产生，谐波源产生的谐波不但危及电网及其它电力用户而且也危及自身，因此谐波的治理是十分必要且有实际经济效益的。本文以滏阳化工厂为实例对谐波的产生及治理方案进行了分析研究。

该化工厂由郝村站供电，站内装设三组共10．8Mvar并联电容器，分别串联有4．5％，7％和12％电抗率的电抗器，分别用于限制五次及以上、四次及以上、三次及以上高次谐波放大并分别对五次谐波、四次谐波、三次谐波形成不完全滤波。

投运后电容器出现严重过负荷，噪音异常，个别电容器投运不久就发生鼓肚现象，后测试发现母线谐波电压和电容器回路谐波电流严重超标，为防止设备进一步损坏，将10．8Mvar电容器全部退出运行。

摘要：经济的飞速发展带来供电紧张，为解决供电紧张，一方面要建设许多新的电厂和输电线路，另一方面要高效利用现有的电力资源，减少电力损耗。谐波是导致电力损耗增加，供电质量下降的重要因素。本文分析谐波基本性质和测量方法，对配网中谐波的来源和危害进行了详细说明，总结和提出了治理谐波的若干方法。

关键词：电能质量谐波治理配电网

供电质量包括系统电压、频率的合格率，峰值、超限电压持续时间、停电时间，以及电网谐波含量等诸多方面。其中，谐波问题一直是主要的电能质量问题。谐波存在于电力系统发、输、配、供、用的各个环节。治理好谐波，不仅能降低电能损耗，而且能延长设备使用寿命，改善电磁环境，提高产品的品质。

1电力系统谐波的基本特性和测量

谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率是基波频率的整数倍数。理论上看，非线性负荷是配电网谐波的主要产生因素。非线性负荷吸收电流和外加端电压为非线性关系，这类负荷的电流不是正弦波，且引起电压波形畸变。周期性的畸变波形经过傅立叶级数分解后，那些大于基频的分量被称作谐波。

非线性负荷除了产生基频整次谐波外，还可能产生低于基频的次谐波，或高于基波的非整数倍谐波。电力系统中出现系统短路、开路等事故，而导致系统进入暂态过程引起的谐波，将不归属谐波治理的范畴。要治理谐波改善供电品质，需要了解谐波类型。谐波按其性质和波动的快慢可分成四类：准稳态谐波、波动谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。因其多样性和随机性，在实际工作中，要精确评估谐波量值非常困难，所以在IEC6100-4-7标准中对前三类谐波进行了规定，推荐采用数理统计的方法对谐波进行测量。兼顾数理统计和数据压缩的需要，标准对测量时段以及通过测量值计算谐波值提出了表1建议。

电能作为当今社会应用最为广泛、便利与洁净的能源，在现代工业生产与居民生活中占据着无可替代的地位。随着国家宏观调控政策作用的逐步显现，全局性电力供需矛盾已经日益得到缓解，用户对电力供应的关注目光将逐步由可靠性需求更多的转向电能质量需求。特别是随着传统负荷结构日益变化，新型电力电子设备及其他非线性负荷设备在电网中大量应用，电能质量问题已越来越得到电力部门和电力用户的共同关注，对电网侧而言，如何建立一套严密有效的谐波监督防范体系成为供电部门共同关注的重要课题。

保证公用电网电能质量是供电企业无法回避的责任，新型负荷高速增长对电网电能质量管理提出更高的要求。《电力法》第四章第二十八条规定：供电企业应当保证供给用户的供电质量符合国家标准。对公用供电设施引起的供电质量问题，应当及时处理。用户对供电质量有特殊要求的，供电企业应当根据其必要性和电网的可能，提供相应的电力。近年来，随着地方经济的蓬勃发展与招商引资成果的不断扩大，地区电网中钢铁冶炼、化工电解、大功率变频调速及交直流电焊设备、港口机械等负荷高速增长，与此同时，一些高新技术企业设备中对电能质量十分敏感的用电负荷也日益增多，对当前电力部门的电能质量监控与管理提出了更新更高的要求，如果不对此予以高度重视并采取有力措施，供电部门今后承担的法律责任与风险将会加大。搞好谐波监督管理，对保证电网和用户设备的安全、可靠、经济运行，实现优质服务以提升供电企业的形象，具有十分迫切的现实意义。

保证和提高电网电能质量是供用电双方的责任。恶劣与超标的电能质量将给电网设备及用电设备带来不容忽视的危害，直接影响到电网的安全稳定及用户设备的正常运行。正本清源，公用电网谐波污染的来源，除不同电压等级之间的谐波渗透与传递外，可归结为输配电设备及大量用电设备的非线性特性。而其中主要为各类非线性用电设备的谐波电流注入电网所致。因此保证和提高电网电能质量应当是供用电双方的责任。但就目前而言，供电公司无疑承担着电网供电质量的主要管理责任，供电企业的谐波管理首先应当在摸清地区电网谐波污染现状的基础上，积极开展谐波技术监督与全过程专业管理，此外必须抓住源头，在供用电合同中针对谐波污染源用户完善有关补充条款、明确相关责任，是供电企业在谐波监督中获取主动权的有力手段。

围绕谐波源实施管理，确保电网优质供电。谐波作为电能质量的一项重要指标，长期以来一直得到南通供电公司的重视，历年来通过不断完善修订与深入贯彻谐波管理制度、强化落实管理职责与实施流程管理，地区电网谐波管理已逐步走向规范化。通过对南通地区非线性用户建立台账与分类统计，电网主要谐波源集中在炼钢、化工、电子、机械等行业（见附表）。其中南通地区近年来新增的非线性用户主要是以冶炼与整流负荷为主，此外开发区还陆续新增自动化程度高、工艺要求严格的新型精密负荷用户，其负荷敏感特性对电网电能质量有着更高的要求。公司针对大型谐波源负荷，严格督促用户侧落实谐波治理措施，依靠实时监控手段，监督防范其向电网注入超标谐波；对于新型精密敏感负荷，公司在供电方式及技术措施上予以保障，确保向各类用电用户提供符合国家标准规定的合格电能产品，此外对于在暂态电能质量方面有特殊要求的用户，公司还针对用户设备具体技术要求，积极提供技术方案供用户选择。

建立完善谐波监督防范体系是实现电网谐波规范化管理的保证。严格以公司谐波管理办法为纲，有效开展地区电网谐波技术监督。南通供电公司1998年成立了公司谐波技术监督管理网络，起草制定了谐波专业管理制度，规范与明确了部门管理职责与分工。公司对谐波源的管理坚持贯彻预防与治理相结合、重在预防的方针，坚持谁污染谁治理的原则。首先，公司严格审查管理新建谐波源，从流程上把好谐波源用户业扩增容环节；其次，对测试出谐波超标的老用户由营销部门主动沟通，签订谐波治理协议，积极实施整改。通过对各类非线性用电设备注入电网的谐波进行限制管理，使电网各级谐波电压控制在国家标准允许的范围。

理顺公司内部流程，抓住谐波管理的关键环节。根据公司业扩流程规定，谐波源用户申请新建或扩建项目时，要求提供与谐波注入量有关的设备技术资料，并委托进行谐波影响评估。在确定谐波源用户的供电方案时，要求用户提供其用电设备对公用电网电能质量影响的分析评估报告，对谐波注入量超标的新设备投运时，应同步投入谐波治理措施，能否投运以实测谐波数据为准。由于谐波管理是一项“两头在外”综合性工作，除了按照《南通供电公司谐波管理实施细则》所明确的各部门分工负责外，生技部门牢牢抓住谐波源用户业扩初步设计与滤波工程实测验收这两个重要环节，实现谐波监督全过程管理，有效把好谐波源入网关。

摘要：从补偿电容无法投入，谈谐波危害，分析谐波来源，提出治理谐波的初步建议

关键词：补偿电容、谐波、谐振、谐波源、谐波治理

随着个私经济特别是特钢和化学工业在我市的发展，我公司的供电量也不断的增长，为了使功率因素达到标准，必须投入补偿电容，但是这几个乡镇的变电所的补偿电容器却无法投上，强行投入后，电容器熔丝也会很快熔断。但根据其他变电所运行经验，在此功率因数下，无功电流不应大于熔丝熔断电流。这是为什么呢？

经过对该地区的供电现状分析，这是由于谐波引起的。所谓谐波，即理想的电力系统向用户提供的应该是一个恒定工频的正弦波形电压，但是由于各种原因，使这种理想状态在实际中无法存在。因此通过对周期性电压或电流的傅立叶分解，所得到的频率为基波整数倍分量的含有量，称为谐波。

谐波对于电网的危害非常大，主要表现在以下方面：

1.由于电网主要是按基波设计的。由于LC元件的存在，虽然在基波时不会发生谐振，但在某个特定谐波时却可能引起谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，电网谐振引起设备过电压，产生谐波过流，对设备造成危害。特别是对电容器和与之串联的电抗器。其中，特别要注意的是，由于电容器是容性负载，能与电网上感性设备（其它设备主要是感性设备）配合，构成共振条件，又由于其大小与谐波频率成反比，因此，电容更容易吸收谐波共振电流，引起电容过载，造成电容损坏，或者熔丝熔断。

[摘要]供配电系统中谐波的危害已经广为人知，本文就煤矿供配电系统谐波的成因与危害做了简要探讨，并提出了一些针对性的治理措施。

[关键词]煤矿供配电系统谐波

供电质量包括系统电压、频率的合格率，峰值、超限电压持续时间、停电时间，以及电网谐波含量等诸多方面。其中谐波问题一直是主要的电能质量问题。谐波广泛存在于供配电系统各个环节，谐波电流会在公用电网引起电压畸变，也会对企业内部电网其它电气设备产生不利影响，甚至造成危害。治理好谐波，不仅能降低电能损耗，而且能延长设备使用寿命，改善电磁环境，提高产品的品质。

在一个理想的交流电网中，各相电压随时间作周期性变化，并且呈正弦波形，煤矿企业或其他用电企业，都非常希望电压保持理想正弦波形。但是实际上由于某些具有非线性特性的电网元件的影响，使电网电压偏离正弦波形，特别是近年来电力电子装置在我国煤炭工业中的应用日益广泛，煤矿供配电电网中愈来愈广泛地使用变频设备、整流设备等电力半导体装置。电力半导体装置是非线形负载，其电压、电流波形实际上不是完全的正弦波形，而是不同程度畸变的非正弦波。根据傅立叶级数分析，可分解成基波分量和谐波分量。谐波主要由谐波电流源产生，当正弦基波电压施加于非线性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形不同，电流因此发生畸变，谐波电流注入到煤矿电力系统中，这些非线性设备就成为煤矿电力系统的谐波源。

一、煤矿供配电系统中谐波的原因和危害

煤矿供配电系统中的主要谐波源是含半导体的非线性元件，如为矿井提升机、通风机、主排水泵、带式输送机、架线式电机车等设备节能和控制用的电力电子设备，诸如各种变频器、交直流换流设备、变流器、整流设备等。煤矿供电网络谐波的危害主要是造成电网的功率损耗增加，设备寿命缩短，接地保护功能失灵，遥控功能失常，线路和设备过热等，还会引起变电站局部的并联或串联谐振，造成电力互感器，变电站系统中的设备和元件产生附加的谐波损耗，使造成供电网络设施损坏、元器件老化，造成电子保护装置误动作，增大附加磁场的干扰等。