谐波对电网危害

谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。

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1.谐波的产生和危害有哪些1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。

2.谐波可以通过电网传导到其他的电器，影响了许多电气设备的正常运行，比如谐波会使变压器产生机械振动，使其局部过热，绝缘老化，寿命缩短，以至于损坏；还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。

3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振，从而使谐波放大。

4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。

5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰，严重时使系统无法得到正确的检测信号，或使控制系统紊乱。

2.谐波的抑制方法(一)降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取治理措施，从源头上最大限度地避免谐波的产生。

这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时，要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响，采取切实可行的治理措施。

用电业务管理部门要严格把关，对于没有采取治理措施的谐波源用户，要禁止其入网运行。

(二)在谐波源处吸收谐波电流这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法，也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。

其主要方法有以下几种：1.无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧，由L、C、R元件构成谐振回路，当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时，即可阻止该次谐波流入电网。

这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点，是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。

2.有源滤波器有源滤波器即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。

3.防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。

谐波是一种频率为基波频率整数倍的波形，电力系统中的谐波主要来源于非线性负载，如电力电子设备、电弧炉、轧机等。

谐波的存在会对电力系统的稳定运行造成影响，严重时可能导致电力事故的发生。

谐波对电力系统的危害主要体现在以下几个方面：
1. 电力设备的过热和损坏：谐波会导致电力设备的附加损耗，使得设备温度升高，加速设备老化，甚至导致设备损坏。

2. 保护装置的误动作：谐波会影响电力系统保护装置的正常工作，导致保护装置误动作，从而引发电力事故。

3. 电力系统的稳定性降低：谐波会影响电力系统的稳定运行，导致系统电压、电流波形失真，严重时可能导致系统崩溃。

4. 对通信设备的干扰：谐波会干扰通信设备的正常工作，影响通信质量，甚至导致通信设备损坏。

为了减少谐波对电力系统的影响，需要采取相应
的措施，如限制非线性负载的接入、安装谐波滤波器、采用有源电力滤波器等。

同时，加强电力系统的监测和管理，提高电力系统的抗谐波能力，也是预防谐波引发电力事故的重要手段。

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。

2.使电网中的电气设备产生额外的损耗（谐波功率），降低了设备的效率，同时谐波会影响设备的正常工作，例如变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，电机产生机械振动等故障，绝缘部分老化、变质，严重时候甚至设备损坏。

3.导致继电保护和自动装置误动或拒动，造成不必要的损失，谐波会使电气测量仪表测量不准确，造成计量误差。

另外，谐波还会产生对设备附近的通信系统产生干扰等其他危害。

谐波来源1、中频炉、电弧炉等设备是该地区谐波的主要来源中频炉、电弧炉等作为一类高效的加热源已经非常普及。

电弧炉是利用电极物料间产生的电弧熔炼金属，因此，它的电流波形很不规则，含有多种谐波（2次到7次）以及间谐波，这是谐波的一个重要来源。

而中频炉是工频电流整流后再变为中频，再利用电磁感应来熔炼金属，因此产生大量的高次谐波，其中以5次、7次、11次等奇次谐波为主。

2、用户变压器群是该地区谐波的重要来源一般情况下，三相变压器由于铁芯为“日”形状，中相比边相要短一半，因此，三个磁路的不对称引起变压器励磁电流中含有谐波分量。

所以当对空载三相变压器加电压激励时，即使受电侧没有零序电流通路（中性点不接地或三角形接线），励磁电流中也会有谐波分量。

虽然在实际运行时，这个谐波分量很小，但由于变压器绕组接法以及各绕组和电网各相的连接统一规定时，则各台变压器励磁电流里的同次谐波彼此叠加，形成了电网中谐波的又一重要来源。

第1章绪论1.1 谐波的基本概念国际上公认的谐波定义为：“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倍数”。

由于谐波的频率是基波频率的整数倍，我们常称为高次谐波。

根据这个定义，频率不是基波频率整数倍的畸变波形称为间谐波(interharmonics)、分数谐波(fractional---harmonics)和次谐波(subharmonics) 。

在电力系统中，波形畸变现象的产生主要是由于大容量电力设备和用电整流或换流设备，以及其他电力电子设备等非线性负荷造成。

当正弦基波电压施加于非线性负荷时，负荷吸收的电流与施加的电压波形不同，畸变的电流影响电流回路中的配电设施，如变压器、导线、开关设备等。

在实际存在系统电源阻抗时，畸变电流将在阻抗上产生电压降，因而产生畸变电压，畸变电压将对负荷产生影响。

这些电力设备或用电设备负荷从电力系统中吸收的畸变电流可以分解为基波和一系列的谐波电流分量，这样就产生了谐波电流，这些谐波电流注入电网，就形成了电网谐波。

这些谐波电流值实际上与50HZ基波电压值和供电网的阻抗无关。

因此，对大多数谐波源可视作为恒流源，它们与50HZ基波不同，后者大多是恒压源。

根据谐波产生的原理不同，谐波源可分为两大类：（1）含有半导体元件的各种电力电子设备的谐波源含有半导体元件的各种电力电子设备的谐波源工作时按一定的规律开关不同的电路，使正弦电流(或电压)波形发生畸变，将谐波注入电网中，这种方式产生的谐波电流与供电电压波形、电力设备的电路结构及参数和控制方式有关。

近年来电力电子设备的迅速发展，这类谐波源成为最严重的谐波源。

从相数分有单相和多相；从功能分有整流、逆变、交流调压和变频等。

如整流设备、交直流换流设备、变压器、直流拖动设备整流器、PWM变频器、相控调制变频器以及现代工业为节能和控制用的电力电子设备等。

（2）含有电弧和铁磁非线性设备的谐波源含有电弧和铁磁非线性设备的谐波源所产生的谐波电流与供电电压波形和负荷的伏安特性有关。

1、高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变，另外相同频率的谐波电压和谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率，从而降低电网电压，增加线路损耗，浪费电网容量，2、影响供电系统的无功补偿设备，谐波注入电网时容易造成变电站高压电容过电流和过负荷，在谐波场合下，电容柜无法正常投切，更严重的请况下，电容柜会将电网谐波进一步放大。

3、影响设备的稳定性，尤其是对继电保护装置，危害特大。

4、谐波的存在会造成异步电动机效率下降，噪声增大；使低压开关设备产生误动作；对工业企业自动化的正常通讯造成干扰，影响电力电子计量设备的准确性。

5、谐波的存在会使电力变压器的铜损和铁损增加，直接影响变压器的使用容量和使用效率；还会造成变压器噪声增加，缩短变压器的使用寿命。

谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面：1、加大企业的电力运行成本由于谐波不经治理是无法自然消除的，因此大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热，从而加大了电力运行成本，增加了电费的支出。

2、降低了供电的可靠性谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖，不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加，而且使绝缘材料承受的电应力增大。

谐波电流能使变压器的铜耗增加，所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热，噪声增大，从而加速绝缘老化，大大缩短了变压器、电动机的使用寿命，降低供电可靠性，极有可能在生产过程中造成断电的严重后果。

3、引发供电事故的发生电网中含有大量的谐波源(变频或整流设备)以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷，这些电气设备处于经常的变动之中，极易构成串联或并联的谐振条件。

当电网参数配合不利时，在一定的频率下，形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电力系统的安全运行，如不加以治理极易引发输配电事故的发生。

4、导致设备无法正常工作对旋转的发电机、电动机，由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁芯中产生附加损耗，从而降低发输电及用电设备的效率，更为严重的是谐波振荡容易使汽轮发电机产生震荡力矩，可能引起机械共振，造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳循环，导致设备无法正常工作。

电网谐波对电力系统的五大影响北极星智能电网在线讯:近年来，随着各种整流和换流设备、电子设备、电弧炉、变频器、日用电器和照明设备的大量应用，使电网的电压和电流发生了畸变，电网产生了大量的高次电网谐波。

谐波的影响：1、变压器对变压器而言，谐波电流可导致铜损和杂散铜损增加，谐波电压则会增加铁损。

与纯正基本波运行的正弦电流和电压相比较，谐波对变压器的整体影响是温升较高。

必须注意的是：这些由谐波所引起的额外损失将与电流和频率的平方成比例上升，进而导致变压器的基波负载容量下降。

而且谐波也会导致变压器噪声增加。

介质损耗测试仪2、电力电缆在导体中非正弦波电流所产生的热量与具有相同均方根值的纯正弦波电流相比较，则非正弦波会有较高的热量。

该额外温升是由众所周知的集肤效应和邻近效应所引起的，而这两种现象取决于频率及导体的尺寸和间隔。

这两种效应如同增加导体交流电阻，进而导致I2Rac损耗增加。

3、电动机谐波对电动机的主要影响是引起附加损耗，其次是产生机械振动、噪声和谐波过电压。

当电动机的谐波电流增大时，电动机的磁饱和程度增加，其所引起的电动机的附加损耗和发热的增加，要比单纯由谐波本身引起的损耗和发热大得多。

对于旋转电动机设备，与正弦磁化相比，谐波会增加噪音量。

像五次和七次这种谐波源，在电动机负载系统上，可产生六次谐波频率的机械振动。

机械振动是由振动的扭矩引起的，而扭矩的振动则是由谐波电流和基波频率磁场所造成的，如果机械谐振频率与电器励磁频率重合，会发生共振而产生很高的机械应力，导致机械损坏的危险。

4、开关像其它设备一样，谐波电流会引起开关之外额外温升并使基波电流负载能力降低。

温升的提高对某些绝缘组件而言会降低其使用寿命。

5、电子设备计算机及部分电设备，如可编程控制器(PLC)，通常要求总谐波电压畸变率(THD)小于5%，且个别谐波电压畸变率低于3%，较高的畸变量可导致控制设备误动作，进而造成生产或运行中断，导致较大的经济损失。

谐波对电网的危害及治理方法1、谐波对变压器的影响谐波电流，引发变压器损耗加大，主要表现在以下三个方面：（1）谐波电流和基波电流叠加，使得电流有效值加大，总电流增加会增加变压器导体损耗。

（2）产生涡流损耗，涡流是由磁链引起的变压器的感应电流。

感应电流流经绕组、铁芯以及变压器环绕的其他导体时，会产生附加发热，这部分损耗是以引起涡流的谐波电流的频率的平方增加，所以谐波危害更大。

（3）铁芯损耗，电压畸变将使得铁芯叠片中涡流电流增加。

变压器损耗增加，会增加变压器的温升。

此外谐波电流叠加在基波电流中增加了电流有效值还会降低变压器的容量，谐波还会引起变压器谐振，噪声增大等。

2、谐波对供电线路的影响由于集肤效应和邻近效应，线路电阻随着频率的增加会很快增加，在线路中会有很大的电能浪费；由于中性线电流通常很小，其线径一般较细，当大量谐波电流流过中性线时，容易产生大量的热量，从而破坏绝缘性能造成相间短路。

当谐波频率与网络谐振频率相近或相同时，会在线路上产生很高的谐振电压，严重时会使电力设备绝缘击穿，造成漏电或电事故。

3、降低配电系统的安全等级配电系统中谐波的存在，会改变控制设备以及继电保护装置的性能。

谐波会引起控制设备、继电保护装置拒动作或误动作，造成保护系统运行可靠性降低，容易造成不必要的供电中断或损失。

4、谐波会损坏电力电容器在谐波电压作用下，电容器会产生额外的功率损耗，加速电容器的老化，缩短电容器的运行寿命。

此外，当电容器支路的谐振频率与某次谐波分量的频率接近或相等时，会产生谐振现象而放大谐波电流，使得电容器容易过热、过压而不能正常运行，甚至损坏。

5、谐波对用电设备的影响正常的用电设备均是按照标准设计的，当谐波含量很高时，会导致用电设备运行异常，甚至损坏用电设备。

如谐波对电机的影响，电机受谐波电压的影响较大，在电机里表示为谐波磁链，谐波磁链在转子中感应出高频电流，会引起电机下降、发热、震动和高频噪声。

6、谐波对通讯系统的影响配电系统或终端设备中的谐波电流，将对同一线路中的通讯线路产生干扰。

电网谐波的危害及抑制技术
电网谐波是指在电网中频率等于整数倍基波频率的电信号，这
些信号会引起电网电压和电流的畸变，对电网和电力设备造成一定
的危害。

下面将介绍电网谐波的危害及抑制技术。

一、电网谐波的危害
1. 电压波形畸变：谐波会使电压波形发生变形，增加了设备的
压降，降低了电压质量，给电力系统带来压力。

2. 引起过电压：在谐波频率为倍频时，容易引起设备的过电压，进而引起设备的损坏。

3. 增加线损：当有谐波电流流过电网中的阻抗时，会产生附加
损耗，增加了线损，降低了设备的效能。

4. 造成电力设备损坏：谐波会使变压器、电容器等设备内部产
生热量，长期受煎熬可能导致设备的损坏或缩短使用寿命。

二、电网谐波的抑制技术
为了避免谐波对电网和电力设备造成的危害，可以采用以下抑
制技术：
1. 滤波器技术：将电网谐波通过滤波器滤除，消除畸变，提高
了电力质量，保护设备不受谐波干扰。

滤波器的结构由电阻、电感、电容等器件构成，能够滤除某一特定频率的信号。

2. 无功补偿技术：通过加入无功功率，改善电网的功率因数，
消除电流的谐波，保证电力质量。

3. 中性线滤波器技术：将谐波电流通过中性线滤波器抑制，以达到保护设备和提高电能质量的效果。

4. 散热或更换设备：对于耐高温设备，可以采用散热措施，减缓设备内部的热升，从而减少设备的故障。

对于长期受电网谐波影响的设备，可以考虑更换抗谐波能力更强的设备。

电网谐波对电网和电力设备造成的危害不容忽视，需要采取科学的抑制技术，保障电网的稳定运行和电力设备的使用寿命。

电网中高次谐波的危害及抑制措施引言随着电力电子器件及微电子技术的迅速发展，大量的非线性用电设备广泛应用于冶金、钢铁、能源、交通、化工等工业领域，如电解装置、电气机车、轧钢机械和高频设备等接入电力网，是电网的谐波污染状况日益严重，降低了系统的电能质量。

1. 谐波产生的原因电力网中的谐波有多种来源，在电力的生产，传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。

在其它几个环节中，谐波的产生主要是来自以下具有非线性特性的电气设备：(1)具有铁磁饱和特性的铁芯没备，如：变压器、电抗器等；(2)以具有激烈非线性特性的电弧为工作介质的设备，如：气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等；(3)以电力电子元件为基础的开关电源设备，如：各种电力变流设备(整流器、逆变器、变频器)、相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备等，它们大量的用于化工、电气铁道，冶金，矿山等工矿企业以及各种各样的家用电器中。

以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流，即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压，但由于它们只有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压、电流特性，使得流过电网的电流是非正弦波形的，这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成，即产生了谐波，使电网电压严重失真，此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。

接入低压电力系统的非线性设备产生的谐波电流可分为稳定的谐波和变化的谐波两大类。

稳定的谐波电流是指由这种谐波的幅度不随时间变化，如视频显示设备和测试仪表等产生的谐波，这类设备对电网来说表现为恒定的负载。

由激光打印机、复印机、微波炉等产生的各次谐波的幅值随时间变化，称之为波动的谐波，这类设备对电网来说是一个随时间变化的负载。

随着电力电子设备使用的不断增加，同时这些设备产生的谐波又具有较大的振幅，所以目前它们是供电系统中的主要谐波源。

2. 谐波的危害大量谐波电流流入电网后，由电网阻抗产生谐波压降，叠加在电网基波上，引起电网的电压畸变，致使电能质量变差。

谐波的危害谐波对电网的危害电网中谐波重要来自于两方面：用户的非线性负荷和电源系统。

随着电力电子技术进展，供电系统中加添了大量非线性负载，从低压小容量家用电器到高压大容量的工业交、直流变换装置都有着广泛应用。

非线性用电设备已是产生谐波的重要原因。

下面谈谈谐波的危害有哪些？一起来看看。

对电力电容器的危害当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流加添得更大，使电容器损耗功率加添。

对于膜纸复合介质电容器，虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1.38倍；对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍,但假如谐波含量较高,超出电容器允许条件,就会使电容器过电流和过负荷,损耗功率超过上述值，使电容器异常发热，在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。

尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时，还可能使电网的谐波加剧，即产生谐波扩大现象。

另外，谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形，尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到加速老化的作用，从而缩短电容器的使用寿命。

一般来说，电压每上升10%，电容器的寿命就要缩短1/2左右。

再者，在谐波严重的情况下，还会使电容器鼓肚、击穿或爆炸。

对电力电缆的危害由于谐波次数高频率上升，再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显，从而导致导体的交流电阻增大，使得电缆的允许通过电流减小。

另外，电缆的电阻、系统母线侧及线路感抗与系统串联，提高功率因数用的电容器及线路的容抗与系统并联，在肯定数值的电感与电容下可能发生谐振。

对电网电力变压器的危害谐波使变压器的铜耗增大，其中包括电阻损耗、导体中的涡流损耗与导体外部因漏磁通引起的杂散损耗都要加添。

谐波还使变压器的铁耗增大，这重要表现在铁心中的磁滞损耗加添，谐波使电压的波形变得越差，则磁滞损耗越大。

同时由于以上两方面的损耗加添，因此要削减变压器的实际使用容量，或者说在选择变压器额定容量时需要考虑留出电网中的谐波含量。

变频器谐波对供电线路的影响
变频器属于非线性负荷，它从电网汲取非正弦电流，引起电网电压畸变，它既是一个谐波源，又是一个谐波接收者。

作为谐波源，它对各种电气设备，自动装置、计算机、计量仪器以及通信系统均有不同程度的影响。

对于供电线路来说，由于谐波的作用，恶化了电网质量指标，降低了电网的牢靠性，增加了电网损失，缩短了电气设备的寿命。

其产生的主要危害有：
(1) 增加了电网中发生谐振的可能性，从而造成很高的过电流或过电压而引发事故的危急性。

(2) 增加附加损耗，输电及用电设备的效率和设备利用率。

(3) 使电气设备（旋转电机、电容器、变压器等）运行不正常，加速绝缘老化，从而缩短它们的使用寿命。

(4) 使测量和计量仪器、仪表、自动装置、计算机系统，以及很多用电设备运转不正常或者不能正常动作或操作。

(5) 干扰通信系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通信设备。

(6) 某些状况下，它不仅产生谐波，而且还引起供电电压波动和闪变，甚至引起三相电压不平衡，会危及电网平安经济运行，并影响电气设备的正常用电和周边用户。

要降低谐波的影响程度，可以实行各种措施，但对于变频器来说，主要是在其回路中加装沟通电抗器。

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。

2.使电网中的电气设备产生额外的损耗（谐波功率），降低了设备的效率，同时谐波会影响设备的正常工作，例如变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，电机产生机械振动等故障，绝缘部分老化、变质，严重时候甚至设备损坏。

3.导致继电保护和自动装置误动或拒动，造成不必要的损失，谐波会使电气测量仪表测量不准确，造成计量误差。

另外，谐波还会产生对设备附近的通信系统产生干扰等其他危害。

谐波来源1、中频炉、电弧炉等设备是该地区谐波的主要来源中频炉、电弧炉等作为一类高效的加热源已经非常普及。

电弧炉是利用电极物料间产生的电弧熔炼金属，因此，它的电流波形很不规则，含有多种谐波（2次到7次）以及间谐波，这是谐波的一个重要来源。

而中频炉是工频电流整流后再变为中频，再利用电磁感应来熔炼金属，因此产生大量的高次谐波，其中以5次、7次、11次等奇次谐波为主。

2、用户变压器群是该地区谐波的重要来源一般情况下，三相变压器由于铁芯为“日”形状，中相比边相要短一半，因此，三个磁路的不对称引起变压器励磁电流中含有谐波分量。

所以当对空载三相变压器加电压激励时，即使受电侧没有零序电流通路（中性点不接地或三角形接线），励磁电流中也会有谐波分量。

虽然在实际运行时，这个谐波分量很小，但由于变压器绕组接法以及各绕组和电网各相的连接统一规定时，则各台变压器励磁电流里的同次谐波彼此叠加，形成了电网中谐波的又一重要来源。