变配电系统中的谐波治理

《配电网系统背景谐波抑制方案研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展和广泛应用，非线性负荷在配电网中的比重逐渐增加，导致谐波问题日益严重。

谐波不仅会降低电能质量，还会对电网设备造成损害，影响系统的稳定性和可靠性。

因此，研究配电网系统背景下的谐波抑制方案，对于保障电网安全、经济运行具有重要意义。

二、配电网系统背景谐波产生原因及影响1. 产生原因：配电网中的谐波主要由非线性负荷产生，如整流设备、变频设备、电弧炉等。

这些设备在工作过程中会产生电压或电流的畸变，从而产生谐波。

2. 影响：谐波会对配电网系统造成多方面的影响。

首先，它会降低电能质量，影响敏感设备的正常运行。

其次，谐波会增大系统损耗，降低设备使用寿命。

此外，谐波还会对通信系统产生干扰，影响系统的稳定性和可靠性。

三、谐波抑制方案研究针对配电网系统背景下的谐波问题，本文提出以下抑制方案：1. 优化设备选型和配置：在配电网规划和设计阶段，应优先选用低谐波含量的设备和器材，如采用多重化技术、脉宽调制技术的整流设备等。

同时，应合理配置设备的数量和容量，避免过载和过度利用导致谐波的产生。

2. 安装无源滤波器：无源滤波器是一种常见的谐波抑制方法。

通过在配电网中安装无源滤波器，可以有效地滤除特定频率的谐波。

应根据配电网的实际情况，选择合适的滤波器类型和参数。

3. 安装有源滤波器：与无源滤波器相比，有源滤波器具有更好的灵活性和适应性。

有源滤波器可以通过实时检测和分析谐波信号，快速地发出相反的补偿电流来抵消谐波。

在配电网中安装有源滤波器，可以有效地减小谐波对系统的影响。

4. 实施综合治理：除了上述两种方法外，还应实施综合治理措施来抑制谐波。

这包括加强配电网的监测和监控、定期对设备进行维护和检修、提高配电网的自动化水平等。

通过综合治理措施的实施，可以及时发现和处理谐波问题，保障配电网的安全、经济运行。

四、实施方案及效果评估针对上述提出的谐波抑制方案，应制定详细的实施方案并进行效果评估。

建筑配电系统谐波的产生与治理随着社会现代化的快速发展，越來越多的非线性用电设备被大量的在医院内使用。

非线性元器件造成波形畸变给低压供电网带来了大量的谐波污染。

国家已经制定节能中长期专项规划，提出电力需求侧管理、节能降耗、增加能源效率等重要措施。

因此对民用建筑物的配电系统谐波治理，势在必行。

标签：民用建筑；配电系统；谐波产生；治理一、建筑配电系统典型的谐波源1.1变频设备为了节约能源，大部分建筑均采用变频风机、变频调速电梯等变频设备。

变频器属于换流设备，是非常重要的谐波源，其总谐波电流畸变率达33%以上，变频设备一般为6脉波整流设备，所以会产生大量5、7次的谐波电流及少量的其他次数的谐波电流。

1.2非线性照明用电目前，民用建筑中的照明设备几乎都是谐波源，目前大量使用的而且使用的带电子整流器荧光灯具和LED灯，此类灯具均会引起严重的谐波电流，其中3次谐波为最高，当多个荧光灯接成三相四线负载时，中线上就会流过很大的3次谐波电流。

1.3计算机随着高新技术的逐渐普及，计算机的使用已经非常普遍，特别是大型的办公建筑中。

计算机的使用在企业中是必不可少的，其造成的谐波电流畸变率也很高。

同时，计算机的辅助工作设备也逐渐地出现与使用，都对电流的谐波造成严重的影响。

1.4电子医疗精密设备大型医院内的大型电子医疗设备一般为开关电源供电，开关电源设备会产生3、5、7、9次等谐波注入电网。

其他谐波源还有：各类显示设备、通讯设备、电冰箱等。

二、谐波的危害2.1 对电缆的影响由于趋肤效应，当频率较高的谐波电流流过导体时，导体的有效截面积小于导体的实际截面积，而截面积小，意味着有更大的电阻，也就意味着会产生更大的热量。

当频率较高的谐波电流流过导体时，导体呈现的电阻比基波电流要大，因此同样幅度的谐波电流比基波电流产生更大的热量，导体过热会导致电缆早期老化、甚至诱发火灾。

2.2对变压器的影响谐波电流流过变压器时，会导致变压器发出额外的热量，使变压器在没有达到额定功率时便出现温度过高的现象，导致变压器的实际容量降低。

配电系统的谐波治理方案配电系统的谐波治理方案随着现代电子设备的广泛应用，谐波问题在配电系统中变得越来越突出。

谐波是指频率是原电源频率的整数倍的电流或电压成分。

谐波会引起各种问题，如电网设备的过载、损坏和功率因数下降等。

因此，为了确保配电系统的正常运行，谐波治理显得尤为重要。

谐波治理方案的核心目标是减少谐波的发生和传播。

下面，我将介绍几种常用的谐波治理方案。

第一种方案是使用谐波滤波器。

谐波滤波器是一种能够从电网中消除谐波的设备。

它通过选择性地吸收或衰减特定频率的谐波，从而将谐波限制在可接受的范围内。

谐波滤波器通常由电容器、电感器和电阻器组成，可以根据谐波频率的不同来选择不同的滤波器。

第二种方案是使用谐波抑制器。

谐波抑制器是一种能够主动抑制谐波的设备。

它通过产生与谐波相位相反的电流或电压来抵消谐波。

谐波抑制器通常由晶闸管组成，可以根据谐波的类型和频率进行调节和控制。

第三种方案是通过改变设备的结构和设计来减少谐波的产生和传播。

例如，在配电变压器的设计中添加谐波抑制装置，可以有效地降低谐波的水平。

此外，还可以采用各种特殊的变压器和电容器等设备来减少谐波。

第四种方案是通过提高配电系统的功率因数来减少谐波。

功率因数是指有功功率与视在功率之比。

当功率因数接近于1时，谐波的水平通常较低。

因此，通过使用功率因数校正装置来提高功率因数，可以有效地降低谐波的水平。

综上所述，谐波治理是保证配电系统正常运行的重要环节。

通过使用谐波滤波器、谐波抑制器、改变设备结构和提高功率因数等方案，可以减少谐波的发生和传播。

这些方案的选择和应用应根据具体的配电系统需求和实际情况来确定。

通过有效的谐波治理方案，我们可以提高配电系统的可靠性和稳定性，确保电力供应的质量和效率。

变电站谐波形成原因与消除方法摘要：谐波会降低电能质量，影响电力系统安全运行，因此谐波的治理一直成为国内外研究的热点。

文章对谐波的危害、形成原因及分析方法进行了阐述，并对治理和消除谐波的措施进行了探讨。

关键词：变电站；谐波；原因；消除方法一、谐波形成原因分析1、正弦供电电压加在非线性负荷上谐波产生的根本原因是在正弦供电电压加在非线性负荷上，它产生的电流不再是完全的正弦波形。

同时因系统阻抗的存在，该电流产生的电压降也是非正弦的，这样就会引起负荷端的电压畸变。

2、变压器的影响在变电站中，变压器是一个谐波源，由于变压器的磁性材料大都工作在非线性或接近非线性的区域，这种情况下即使加入正弦电压，励磁电流也是非正弦的，因而电流中不可避免含有谐波成分，并以3次谐波为主。

同样的道理，假如变压器励磁电流波形是正弦的，但电压也是非正弦的。

类似的情况还包括电抗器等感性设备。

3、其他非线设备的影响变电站负载中若含有电弧炉、旋转电机、晶闸管控制设备等大量的非线性设备，则会引入谐波成分。

旋转电机的线圈是嵌入线槽内的，由于线槽不可能做成完全正弦分布，所以产生的磁动势必然畸变。

家用电器、水银灯、荧光灯等也是谐波源，虽然就单体来说谐波量不大，但数量大，分布广，也会对电力系统产生较明显的影响。

随着整流器、开关电源、晶闸管控制系统等电力电子设备广泛应用，它们产生的谐波成分同样不容小视。

2.2.4 其他原因另外，如果发电质量不高，即发电设备的谐波成分未受到有效抑制，注入电网后也是不可忽视的谐波源。

二、谐波的危害谐波对电网的污染主要表现在以下方面：1、使旋转电机、变压器等电气设备由于过大的谐波电流而产生附加损耗，从而引起过热，使绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏。

并联电容器的容抗随谐波次数增大而减小，因而使电容器过电流发热导致绝缘击穿的故障增多。

2、谐波电压每半周可能有多个过零点，产生过零噪扰，使相位控制设备的正常工作因控制信号紊乱而受到干扰，如电子计算机误动作、电子设备误触发、电子元件测试无法进行、晶体管整流型距离保护、变压器及母线复合电压保护误动或拒动等。

关于煤矿供配电系统中谐波的治理研究摘要：文章重点针对煤矿供配电系统中谐波的防范与治理工作展开了论述和分析，通过对一些实际情况的总结与探讨，就煤矿谐波的成因与治理提出了一些比较独到的意见和建议。

关键词：供配电煤矿谐波治理一些煤矿为了能够节能，在提高电压质量的过程中,经常都是利用一些无功补偿的装置进行提高实际功率的因数,由于这些电力装置在具体运行的过程中都会产生大量的谐波,从而导致了供电系统的二度污染。

这些谐波不但对所有的电网和电气设备造成危害，同时也对这些无功补偿的装置带来无可弥补的严重影响,所以只有进一步对谐波进行防范和治理，才能有效地提高整个供电过程中电压质量。

1、谐波在煤矿供电系统中的分析谐波广泛分布于供配电系统中的各个环节，谐波电流的拥塞会在主电网系统上引起电压畸变，导致电网系统中的电压和电流波形严重失真，对其他电力设备和装置也会产生扰动，这将严重威胁矿井电网的电能质量和供配电设备的安全运行。

煤矿供电网络大量的电力电子功率器件、各种装置在电网中的应用，在促进矿井生产运行中的节能和能量高效转换的同时，也给电网中电能质量造成了严重的污染，其主要原因就是电网谐波含量的普遍存在和不断生成。

所以，治理好煤矿供电系统中散布的谐波，不仅能从根本上解决因谐波存在导致的电能损耗，提高和稳定电能质量，从而确保矿井安全运行，而且从长远看能延长电气设备的使用寿命，优化电磁环境，进而提高产品质量。

2、谐波危害煤矿供电系统的体现通常情况下，煤矿电网中所产生的谐波源唯一来源就是一些非线性的元器件，诸如矿井的提升机、通风机、带式输送机等设备以及不同的变频器等等，这些电力设备都是产生谐波。

这些谐波所导致的危害往往会直接导致供电设备使用周期的缩短、电网功率的损耗逐步增加、接地保护的所有功能逐渐丧失、设备和供电线路过热、遥控功能失去作用，如果谐波的波幅过大，有时候还将引起局部变电站的串联和并联的谐振，这必将引发变电站的整个系统中的元器件形成附加的谐波的损耗，这样一来就会加速了所有元器件的快速老化。

谐波原理及治理方法一、1. 何为谐波？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。

“谐波”一词起源于声学。

有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。

傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。

电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。

当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。

1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。

到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。

70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。

世界各国都对谐波问题予以充分和关注。

国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。

谐波研究的意义，道理是因为谐波的危害十分严重。

谐波使电能的生产、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。

目前谐波治理的基本方法有以下三种，在治理过程中又可以采用变电所集中治理和非线性用电设备处分散治理两种方法。

按谁污染谁治理的原则，应该在非线性用电设备处分散治理。

但对于电脑，彩电，节能灯等民用设备，则只能进行集中治理。

1、减少非线性用电设备与电源间的电气距离。

也就是减少系统阻抗，换句话说就是提高供电电压等级。

例如，在丽水电业局的遂昌钢厂就取得了不错效果，该钢厂原是用35kV供电，由两个110kV变电所各架设一回35kV专线供电，而它的主要用电设备是电弧炉，虽然进行了五次、七次谐波治理，但在110kV的35kV母线上测得谐波分量仍接近或稍超国家标准。

但在丽水局在遂昌新建了一个220kV变电所而且离该钢厂仅4km左右，用5回35kV专线供电，使35kV母线的谐波分量控制在国家标准以内，此外该厂还使用了较大容量的同步发电机，使这些非线性负荷的电气距离大大下降，使该厂生产的谐波对电网的危害性下降，这种方法投资是最大的，往往需要和电网发展规划相协调。

2、谐波的隔离。

非线性用电设备产生的谐波，它不仅直接影响到本级电网，而且经过变压器后，还会影响到上几级电网。

如何把这些非线性用电设备产生的谐波不影响或少影响其他几级电网，这也是谐波治理的一个基本方法。

这一方法在电网中广泛采用，发电机发出的电能经过Y/△、Y0/△、Y0/Y等接线组别的变压器，把发电机产生的三次、九次等零序分量的谐波与上级电网隔离开来，因此在110kV以上高压电网上，三、九次谐波分量很小，几乎是零。

而10kV由于大多数配变为Y/Y0接线，35kV也有少量Y/Y0接线的直配变，因此在10kV和35kV系统中三、九次谐波分量会比高压电网大。

为了减少低压对10kV电网的影响，我局现在10kV配电系统中推广使用了D，yn11接线组别的配电变压器，有效的减少了三、九次谐波的影响。

3、安装滤波器。

目前对变电所侧和用户侧谐波治理的方法，多采用安装滤波器来减少谐波分量。

电力系统谐波问题分析及防治措施摘要：电力谐波会增加电能损耗、降低设备寿命,威胁电力设备和用电设备安全可靠运行,并对周边的通讯等设施造成干扰。

分析电网谐波的产生和影响,并及时提出谐波的综合治理办法,对于防止谐波危害、提高电能质量是十分必要的。

本文概述了谐波及其产生、谐波的危害,以及谐波治理方法。

关键词：电力系统；谐波；来源；危害；治理方法谐波的定义与来源1、谐波的定义国际上对谐波公认的定义是：“谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍”。

在电力系统中，谐波分为谐波电压和谐波电流，其对系统的影响通常用“谐波含有率”和“总谐波畸变率”两个参数来衡量。

具体定义如下:谐波含有率:第h次谐波分量方均根值与基波分量方均根值之比。

HRU(h次谐波电压含有率)，HRI(h次谐波电流含有率);总谐波畸变率:除基波外的所有谐波分量在一个周期内的方均根值与基波分量方均根值之比。

U，I;THD(总谐波电压畸变率)，THD(总谐波电流畸变率);谐波含有率仅反应单次谐波在总量中的比重，而总谐波畸变率则概括地反映了周期波形的非正弦畸变程度。

谐波按矢量相序又可分有正序谐波、负序谐波和零序谐波。

所谓正序是指，3个对称的非正弦周期相电流或电压在时间上依次滞后120°，而负序滞后240°，零序則是同相。

其特征如表1:表1 正序谐波=3h-2，负序谐波=3h-1，零序谐波=3h。

在平衡的三相系统中，由于对称关系，不会在供电电网中产生任何偶次谐波。

谐波的定义与来源具体来说谐波产生的原因有以下三个方面：(1) 发电源的质量不高而产生的谐波发电机的结构中，由于三相绕组在制作上无法做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致，所以磁通密度沿空间的分布只能做到接近正弦分布，所以磁通中都有高次谐波，电势中也就有高次谐波，其中三次谐波占主要成分[2]。

(2) 输配电系统产生的谐波在输配电系统中则主要是变压器产生谐波，变压器饱和时的励磁电流只含有奇次谐波，以3次谐波最大，可达额定电流0.5%，对于三相变压器，3倍次谐波的磁通经由邮箱外壳构成闭合磁路，因而磁通中对应该次的谐波较小（单相铁芯的10%），绕组中有三角形接法时，零序性谐波电流在闭合的三角形接线中环流而不会注入电网。