电网谐波及其抑制措施

电力系统谐波的危害及其抑制措施电力系统谐波是指在交流电网中出现的频率为基波频率的整数倍的频率成分。

谐波的产生主要来自于非线性设备，如电弧炉、变频调速设备、开关电源等。

谐波对电力系统的稳定性和可靠性产生了许多危害，因此有必要采取相应的抑制措施。

首先，谐波对电力设备的产生严重的破坏作用。

谐波会导致设备的热耗损增加，使电力设备的温升超过正常值，从而影响设备的寿命和可靠性。

此外，谐波会引起设备的振动和共振，进一步加剧设备的磨损和破坏。

另外，谐波还会导致设备的传动系统产生冲击和振动，从而引起噪声和机械共振。

其次，谐波还会使电力系统的运行效率降低。

谐波会产生额外的功耗，使系统的负载率降低，从而导致电能的损耗增加。

此外，谐波还会引起线路过载、开关跳闸和设备故障，进一步降低系统的运行效率和可靠性。

最后，谐波对用户设备的使用造成了困扰。

谐波会导致用户设备的故障率增加，降低设备的可靠性和使用寿命。

此外，谐波还会引起设备的失真和抖动，影响设备的正常运行和使用效果，给用户带来不必要的经济损失。

为了抑制电力系统谐波，可以采取以下措施：1.提高设备和电网的抗谐波能力。

对于大功率非线性设备，可以采用有源滤波器、谐波抑制变压器等装置来抑制谐波的产生和传输。

在电网设计和运行中，要合理配置电容补偿装置和滤波器，提高电网的抗谐波能力。

2.采用合适的谐波控制技术。

可以通过谐波测量和分析，确定电网中谐波的源和传输路径，然后选择合适的谐波控制技术。

常用的谐波控制技术包括谐波滤波、谐波限制和谐波抑制等。

3.加强对谐波的监测和管理。

建立谐波监测系统，实时监测电力系统中谐波的水平和频谱特性，及时发现和解决谐波问题。

同时，制定相关的管理规范和标准，加强对设备和系统的质量检测和验收，确保设备和系统的抗谐波能力。

4.加强用户教育和意识提高。

通过开展谐波知识普及活动，提高用户对谐波的认识和了解，增强用户对谐波抑制的重视和意识，合理使用电气设备，减少谐波的产生和传输。

电力谐波的产生原因及抑制方法电力谐波是指电力系统中产生的非正弦波形，它由于交流电系统中的非线性负载、电力线上的电容器和电感器等因素引起。

电力谐波在电力系统中的存在可能会导致设备的故障、能源浪费和电网负载能力的下降。

因此，对电力谐波的产生进行有效的抑制是非常重要的。

1.非线性负载：非线性负载是电力谐波的主要源头。

非线性负载通常包括电力电子设备，如电视、计算机、UPS电源、逆变器、风力发电机等。

这些设备的工作原理会产生非线性电流，进而导致电网中谐波的产生。

2.电容器和电感器：电容器和电感器也会对电力谐波的产生做出贡献。

在电力系统中，电容器和电感器常用于无功补偿和电能储存。

然而，由于电容器和电感器的等效电路具有谐振特性，它们会对电力谐波起到放大的作用。

3.电网接地方式：电网的接地方式也会影响电力谐波的产生。

当电网采用不完全中性接地时，地线电流会导致电子设备的谐波污染。

抑制电力谐波的方法有多种，下面将介绍几种常见的方法：1.优化电力系统设计：对于新建的电力系统，可以采用谐波抑制措施进行设计。

例如，将非线性负载远离主要的电源和敏感设备，减少非线性负载对谐波的干扰。

2.增加电力系统的容量：增加系统容量可以降低电力谐波对设备的影响。

通过增加设备的容量，可以减少设备的负载率，从而降低了负载谐波。

3.应用谐波滤波器：谐波滤波器是目前应用最广泛的抑制电力谐波的方法之一、谐波滤波器可将电力谐波从电网中滤除，从而减少对设备的影响。

4.提高设备的抗谐波能力：可以通过改善设备的设计或增加额外的抗谐波装置，使得设备能够更好地抵抗电力谐波的干扰。

5.加强监测和管理：及时监测电力谐波的产生和影响程度，对于谐波超标的情况进行调整和管理。

可以采用在线监测系统对电力谐波进行实时监测，并根据监测结果采取适当的措施。

综上所述，电力谐波的产生原因主要是非线性负载、电容器和电感器以及电网接地方式等因素的综合作用。

为了有效抑制电力谐波，需要采用适当的方法，包括优化电力系统设计、增加系统容量、应用谐波滤波器、提高设备的抗谐波能力以及加强监测和管理等。

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。

小议电网谐波的产生及抑制措施【摘要】电网中谐波问题日益严重，对其进行有效的抑制，已成为电力系统安全运行工作的重要内容之一，文章主要对电网谐波的产生及抑制措施进行探讨。

【关键词】电网谐波；危害；抑制；检测随着工业、农业和人民生活水平的不断提高，电能需求成倍增长，对供电质量及供电可靠性的要求也越来越高。

同时随着我国冶金、化学工业及铁路交通运输事业的发展，电力系统中的谐波问题也日趋严重。

电网谐波使得电压、电流的波形发生了畸变，使电力系统的发、供、用电设备出现许多异常现象和故障，产生了严重的危害和影响。

对其进行有效的抑制，已成为电力系统安全运行工作的重要内容之一。

１．谐波的产生所谓谐波是指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，有数字频谱的特征。

不同频率的谐波对不同的电气设备会有不同的影响。

谐波主要产生于两类元件①含半导体的非线性电气元件；②含电弧和铁磁非线性设备。

由于这两类元件广泛存在于电力线路中，所以谐波来源于三个渠道:1.1 发电机由于三相绕组难做到绝对对称，铁芯也难做到绝对均匀，因此发电机会产生一些谐波。

1.2输配电产生谐波主要是电力变压器会产生谐波，由于变压器设计上铁芯磁密选择接近饱和点，铁芯饱和程度越高，变压器偏离线性越远，谐波电流就越大，另外变压器三相绕组、三相铁芯也是难做完全一致，也会造成谐波电流，其中三次谐波电流可达到额定电流的0.5%。

另外并联电容器如选用抑制冲击电流电抗器的电抗率不当，会将谐波电流放大。

1.3 用电设备产生谐波1.3.1 整流设备。

由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等方面得到广泛应用，给电网造成大量的谐波。

晶闸管整流采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，留下的是另一部分缺角的正弦波，为此含有大量的谐波。

统计表明整流装置产生的谐波，占所有谐波近40%，是最大的谐波源。

1.3.2变频装置。

变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备，由于采用相位控制，谐波成分复计，既有整数次谐波，还含有分数次谐波，这类装置一般功率很大，随着变频调速的发展，谐波危害会越来越大。

网电压畸 变 率也 将 上 升。 所 以必 须 采 取 有 力 的措 施， 抑制 并 防 止 电 网 中 因谐 波 危 害 所 造 成 的严 重
后果。
教训是深刻的， 国内在许多电力系统和用户系统 内 都发生过无功补偿 电容器组无法 投入运行 ， 大批 电 容器损坏的事故 。 （ ）对输 电线 路 的影 响。增 加 输 电线 路 的损 ３
（ ）对无功 补偿 电容器组 的影响 。对无功 补偿 ２ 电容器组 引起谐 振或 谐 波 电流 的 放大 ， 而 导致 电 从 容 器 因过 负荷或 过 电压 而损 坏 ； 电力 电缆 也会 造 对 成 电缆 的过负荷 或过 电压击 穿 。国 内外 在这方 面的
谐波污染表现为引起 电气设备 （ 电机、 变压器 和电容器等 ） 附加损耗和发热 ： 同步发 电机的额 使 定输 出功率降低 ， 矩 降低 ， 转 变压 器 温度 升 高 ， 率 效 降低， 绝缘加速老化 ， 缩短使用寿命 ， 甚至损坏 ， 降低 继 电保 护 、 制 、 控 以及检 测装 置 的工作 精度 和可靠性 等。谐波注入电网后会使无功功率加大， 功率因数 降低， 甚至有可能引发并联或串联谐振 ， 损坏电气设 备以及干扰通信线路的正常工作。 随着我国改革开放和经济建设的发展 ， 非线性 负荷用电设备的种类、 数量和用电量将迅猛增加 ， 电
（ ）对旋转 电机 的影 响 。对 旋转 电机 （ 电机 １ 发
・
５ ・ ６
维普资讯
２０ ０ ７年 第９期
《 贵州电力技术》
（ 总第 ９ ９期 ）
① 谐 波畸变 的结果 产 生多个 过零 问题 ， 这种 多 个 过零会 破坏 电子设 备 的运 行 。最明显 的是数 字时 钟， 任何 应 用 过 零 原 理 的 同步 元 件 都 应 考 虑 这 种

表１ １ ０ ｋ Ｖ及 以下配 电网谐波分量 限值指标
配 电网电压 电压正弦波 各次谐波含有 （Ｋ Ｖ） 畸变率 （％） 率 （％） 奇次 偶次
０ ． ３ ８ ６ ４ ． Ｏ
１ ０
加到 １ ２ 相 时 ，则 出现 的 ５ 次 谐波 电流将 降到 基波 电流 的 ５ ％ 左 右 ，７ 次谐 波 电流 降也将 降 到基波 电流 的 ３ ％ 左 右 ，均可 以 达到 ４倍左 右处 理效 果 。 ４ ＿ ３ 加装 谐波 抑制 和无 功补偿 装 置 配 电 网谐 波 被 动 抑 制现 广 泛 采 用 的 滤 波 器 技术 ，包 含 有 源滤 波 器 和 无 源 滤 波 器 两 大类 。利 用 时域 补偿 机 理 的有 源 滤 波 器 抑制 装 置 ，其 可 以根 据 配 电 网运 行 工 况 做 到适 时适 量 补 偿 ，且 运 行 过 程 中不 会 增 加 配 电 网 的容 性 元 件 ，但 装 置 的综 合 成 本 较 高 ，造 价 较 贵 。而 无 源 滤
关键 词 ： 电网 ；谐 波分量 ；电能质 量 ；谐 波抑 制 ； 中 图分类 号 ：Ｆ ４ ０ 文献 标识 码 ：Ａ
１ 谐 波对 配 电网的危 害
当 大 量谐 波 电流 注 入 到 配 电 网 系统 中， 就 会引起 系 统 出现电压 跌落 、 浪涌、
电网 中污染 配 电网 系统 。
口匿盔圜圆
生产与安全技术
谐波 对配 电网的影响及抑制措施
谢 飞 （ 四川省 电力公 司雅安公 司，四川 雅安 ６ ２ ５ ０ ０ ０） 摘 要：本文对谐波对配电网的危害进行 简单 归纳总结后，探讨 了配电网谐波产生的机理和主要谐波源。最后，对配电 网 系统 中抑制 和清 除 高次谐波 的主要 技 术措施 进行 了分 析研 究。

采 用 电 力滤 波 装 置 就 近 吸收 谐 波 源所 产 生 的谐 波 电 流 ，是 抑 制 谐 波 污染 的有 效 措 施 。 通常 采 用 由电力 电容 器 、 电抗 器 和 电 阻
整 流变 压 器二 次 侧 的相 数越 多 ， 整流 波 形 的脉 动 数越 器 适 当组 合 而 成 的无 源 滤 波装 置 相 当显 著 。从 理论 上 讲，
流， 引 起 电容 器 和与 之相 连 的 电抗器 、 电 阻器 的损 坏 。
从 图３ 中可 以得 到 ， 电 网 侧 的谐 波 电流 可 以写 为 ：
１ ： Ｉ ‘ Ｉ ｈ — Ｉ ‘ 图３补偿 谐 波 等效 电路 图
只 要 控制 有 源 电 力 滤 波
器 的输 出电流Ｉ ‘ ， 使 其满足 Ｉ ＝ Ｉ ， 即可使电网侧 的谐波 电流Ｉ ． ｄ １ ＝ Ｏ 。 与 无源 滤 波器 相 比 ，有源 电 力滤 波器 具有 高 度 可控 性 和快 速 响 应性 ， 不 还可 抑 制 闪变 、 补 偿无 功 ， 有一 机 多能 的特 点 ： １ ． ５ 谐波会对附近系统的信号传输产生干扰， 轻者引入噪声 ， 重者导致信 仅 能补 偿各 次 谐 波 ， 号丢失 ， 使系统无法正常工作。 ①滤波特性不受 系统阻抗 的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危 险； ② 具有 自适 应 功 能 ， 可 自动 跟踪 补偿 变 化着 的谐波 。 ③ 与无 源滤 波 器相 比较 ， ２ 谐 波产 生的 机理 有 源 电力滤 波 器 体积 小 、 占地少 ， 但成 本 较高 。 １ ＿ ４谐波会引起一些敏感的 自动化设备误动作 ，同时也会导致 电气测量 仪表计量
１ ． １ 谐 波使 企 业 电网 中 的设备 产 生 附加谐 波 损 耗 ， 降低 电 网 、 输 电 及用 电 设 备 的使 用 效率 ， 增加 电网线 损 。 在三 相 四线 制 系统 中 ， 零 线会 由于流 过 大量

谐波标准及抑制谐波的措施
谐波是指振荡频率不是电网低压网络频率的交流电。

它是在低压
交流系统由于不同类型的非线性负载导致的一种现象。

在低压网络中，要抑制谐波，必须遵守相应的标准。

第一，设备的严格接入。

谐波如果进入了电网，不可避免地会影
响系统的运行和状态，影响到电网，甚至物联网，因此要求所有负载
设备必须严格遵守有关技术要求，防止谐波进入电网。

第二，增加线路的阻抗。

增加线路的阻抗，通过非线性特性将谐
波总含量降低，减少谐波进入电网，并有利于谐波容量成比例地分布
在系统中，以减轻谐波压力。

第三，使用过滤器和容抗器。

使用过滤器和容抗器，可过滤从谐
波源传送到系统的部分谐波，有效的疏散谐波，减轻谐波在系统中的
影响，防止过多的谐波进入室内线路。

第四，使用谐波平衡电路或吸收变压器。

谐波平衡电路的作用是，使系统的各部分均衡，从而有效地抑制谐波。

谐波吸收变压器是一种
抑制谐波的特殊设备，可有效地抑制谐波反射，阻止谐波进入电路。

化期 间 以及 交 流 电弧 焊 机 在 焊 接 期 间 ， 电弧 的点 燃 和激 烈 变 动 形 成 亮 度 发 生 波 动 变Байду номын сангаас化 ， 使 机 内 的 元 件 出现 过 热 ， 计 算 机 及 数 据 处 理 其 并 使 高度 的非 线 性 ， 非 线 性 表 现 为 电弧 电胝 与 电弧 电 流 之 间 的 不 舰 则 和 系 统 出 现错 误 。 其 随机 变 化 的伏 安 特 性 ； ） （ 电力 电 子 元 什 为基 础 的 开关 电 源 没 备 ， ： ３ 如 各 种 电力 变流 设 备 （ 流器 、 变 器 、 频 器 ）相 控 渊 速 和 调 匿 装 置 ， 容 ３ 电 网谐 波 的 抑 制 方 法 整 逆 变 、 大
量 的 电力 晶 闸管 可 控 开 关 设 备 等 ， 们 大 量 的 用 于 化 工 、 它 电气 铁 道 ， 冶 ３１ 同 步 电 机 在 结 构 上 采 用 分 布 和 短 距 绕 组 ，消 除 了 一 些 主 要 的非 ． 金 ， 山等 工 矿 企 业 以 ， 乏 各 式 各 样 的 家 用 电 器 中。 非 线 性 表 现 为 零序 性 质 的 谐 波 ． 采 用 线 电 势 输 出方 式 ， 除 了零 序 性 质 谐 波 的影 矿 及 其 又 消 交流 波 形 的开 关 切 合 与 换 向特 性 。 响， 因此 可 以认 为 同 步 发 电 机 不 向 系 统 送 出 谐 波 电 势 。 ３２ 三 相 整 流 变 压 器 采 用 Ｙ ． ｄ或 Ｄ ｖ联 结 ，由 于 ３次 及 ３的整 数 倍 次 ２ 谐 波 的 危 害 谐 波 电 流在 三 角形 联 结 的 绕 组 内 形 成 环 流 ， 星 形 联 结 的绕 组 内 不 可 而 ｖ联 结 的 三 谐 波 的 危 害 表 现 为 引 起 电气 没 备 （ 电机 、 压 器 和 电 容 器 等 ） 加 能 产 生 ３次 及 ３的整 数 倍 次谐 波 电流 ， 因此 采 用 Ｙｄ或 Ｄ 变 附 能 损耗 和发 热 ， 发 电机 的额 定 输 出功 率 降 低 ， 矩 降低 ． 压 器 温 度 升 相整 流 变压 器 ， 使 注 入 电 网 的 谐 波 电 流 中 消 除 ３次 及 ３的整 数 倍 次 使 转 变 负 高 ， 率 降 低 ， 缘 加 速 老 化 ， 短 使 用 寿 命 ， 至 损 坏 。 低 继 电 保 谐 波 电 流 。 又 由 于 电 力 系 统 中非 正 弦交 流 电 压 或 电 路 通 常 是 正 、 两 效 绝 缩 甚 降 不 因此 采 护、 制、 控 以及 检 测 装 置 的 工 作 精 度 和 可 靠 性 等 。 波 注 入 电 网后 会 使 半 波 对 时 间 轴 是 对 称 的 ， 含 直 流 分 量 和 偶 次 谐 波 分 量 采 用 ， 谐 ｄ或 Ｄ Ｙ联 结 的 三相 整 流变 压 器后 ，注 入 电 网 的 谐 波 电流 只有 ５ 、 尤 功 功 率 加 大 ， 率 因 数 降 低 ， 至 有 可 能 引 发 并 联 或 串联 谐 振 ， 坏 用 Ｙ 功 甚 损 ７ １？ 等次 谐 波 。 这 只抑 制 高 次 谐 波 最 基 本 的 方 法 。 、 ｌ？ 电气 设 备 以及 干 扰 通 信 线 路 的正 常 工 作 。 ３３ 增 加 整 流 变 压 器 二 次 侧 的相 数 。整 流变 压 器 二 次侧 的相 数 越 多 ， ． 供 电系 统 中的 谐 波 危 害 土 要 表 现 在 以 下 几 个 方 面 ２１ 对 电动 机 和发 电机 的 影 响 。谐 波 电 流 和 电 压 对 感 应 及 同步 电 动 整 流 波 形 的脉 波 数 越 多 。其 次数 低 的谐 波 被 消 去 的也 越 多 。 ． ． 机 的危 害 主 要 是 产 生 附 加 的 损 耗 和 转 矩 。 于 集 肤 效 应 、 滞 、 流 等 ４使 各 台整 流 变 压 器 二 次侧 互 有 相 角 差 。多 台相 数 相 同 的 整流 装 置并 由 磁 涡 使整流变压器 的二次侧 互有适 当的相 角差 ， 与增加二次侧 这 随着 频 率 的增 加 而 使 在 旋 转 电 机 的铁 心 和 绕 组 中产 生 的 附 加 损 耗 增 列运行 ， 也 加 而 引 起 额 外 的温 升 ， 些 额 外 损 失 将 导 致 电 动 机 效 率 降 低 ， 影 响 的相 数 效 果 相 类 似 ． 能 大 大 减 少 注 入 电 网 的 高次 谐 波 。 这 并 ． 转矩 ， 虽对 电动机 的平均转矩 的影响不大 ， 谐波会产 生显著 的脉冲 ３４ 采 用 无 源 滤 波 器 加 以抑 制 。无 源 滤 波 器 安 装 在 电力 电 子 设 备 的 但 交 流 侧 ， Ｌ Ｒ、 由 、 Ｃ元 件 构 成 谐 振 回路 ， 滤 波 器 的 各 组 Ｒ Ｌ Ｃ 回路 使 — — 转 矩 ． 能 比现 电 机 转 轴 扭 曲 振 动 的 问 题 。 可 、 １… 使 ２２ 对 变 压 器 的 影 响 。谐 波 电 流 使 变 压 器 的 铜 耗 增 加 ， 别 是 ３次 及 分 别 对 需 要 消 除 的 ５ ７、１ … 等 次 谐 波 进 行 调 谐 ， 之 发 生 串联 谐 ． 特 从 其 倍 数 次 谐 波 对 三 角 形 连 接 的变 压 器 ， 在 其 绕 组 中形 成 环 流 ， 绕 振 。 由于 串联 谐 振 回路 阻 抗 极 小 ， 而 使 这 些 谐 振 电 流 被 它 分 流 吸 收 会 使 组 过 热 ： 星 形 连 接 的 变 压 器 ， 绕 组 中 性 点 接 地 ， 该 侧 电 网 中 分 布 而 不 注 入 公 用 电 网 中 去 。 对 当 而 ． 向 电容 较 大 或 者 装 有 中性 点 接 地 的 并 联 电 容 器 时 。 能 形 成 ３次谐 波 谐 ３５ 采 用 有 源 滤 波 器 加 以抑 制 。利用 可 控 的功 率 半 导体 器 件 ， 电 网 可 使 振 ， 波 使 变压 器 的 铜 耗 和铁 耗 增 大 ， 此 要 减 少 变 压 器 的 实 际使 用 中输 入 与原 有 的谐 波 电流 幅 度相 等 相位 相 反 的 电 流 ． 电 网 中 的 总谐 谐 因 波 电 流 趋 向于 零 ， 到 实 时补 偿 谐 波 的 目 的 。 达 容 量 。 除 此 之 外 ， 波 还 导 致 变 压 器 噪声 增 大 ． 时 还发 出 金属 声 。 谐 有 ． ｙｌ 由 ｙｌ联 ２３ 对 输 电 线 路 的 影 响 。由 于输 电 线路 阻抗 的频 率特 性 ， 路 电 阻 随 ３６ 选 用 Ｄ ｎ１联 结 的 三 相 配 电变 压 器 。 于 Ｄ ｎ１ 结 的三 相 配 电 ． 线 使 着 频 率 的 升 高 而 增 加 。 在集 肤 效应 的 作用 下 ， 波 电 流 使 输 电线 路 的 变 压 器 的高 压 绕 组 为 三 角 形 联 结 ， ３次及 ３的 整 数 倍 次 的 高 次 谐 波 谐

电力系统中的谐波及其抑制措施供电公司吕向阳【摘要】在电能质量多种指标中，受干扰性负荷影响，谐波是最为普遍的。

该文介绍了电力系统中的主要谐波源、谐波的危害及抑制措施。

关键词谐波抑制措施一、概述在理想的情况下，优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压。

但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形，即产生谐波。

我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率为基波频率（在我国取工业用电频率50HZ为基波频率）整数倍的正弦分量，又称为高次谐波。

在供电系统中，产生谐波的根本原因是由于给具有非线形阻抗的电气设备（又称为非线形负荷）供电的结果。

这些非线形负荷在工作时向电源反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电能质量变坏。

因此，谐波是电能质量的重要指标之一。

供电系统中的谐波问题已引起各界的广泛关注，为保证供电系统中所有的电气、电子设备能在电磁兼容意义的基础上进行正常、和谐的工作，必须采取有力的措施，抑制并防止电网中因谐波危害所造成的严重后果。

二、谐波源谐波源是指向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。

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。

在发电环节，当对发电机的结构和接线采取一些措施后，可以认为发电机供给的是具有基波频率的正弦波形的电压。

谐波的产生主要是来自下列具有非线形特性的电气设备：（1）具有铁磁饱和特性的铁心设备，如：变压器、电抗器：（2）以具有强烈非线形特性的电弧现象的设备，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电源设备，如：各种电力交流设备（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，它们大量的用在化工、电气化铁道、冶金、矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。

以上这些非线形电气设备（或称之为非线形负荷）的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流，也就是说，即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压，但由于它们具有其电流不随电压同步变化的非线形的电压—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，此外电网还须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。

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。

探讨电力系统谐波检测及抑制措施现如今，随着我国电力事业的迅速发展，社会生产水平的提高，对电力系统的稳定性要求越来越高，故涉及系统谐波协调控制和检测优化工作要求也越来严格，因此，本文具体联合电力系统谐波产生规律以及后期不良后果进行详细论证、解析，对抑制不良反应方案进行有机整合，尽量维持电力事业长期可持续发展。

标签：电力系统；谐波检测；抑制措施0 引言各类电子变流设备已经在电力系统工程中得到广泛应用，但是细致节点以及设备自身产生的谐波效应却始终不可改善，相应地给周围工作环境造成深刻影响。

具体表现为：过电压危情极度泛滥、设备性能干扰元素密布，这类现象已经成为系统工程正常运作的主体危害源。

关于这方面研究工作较为复杂，需要将谐波产生、过渡流程计算清晰，之后才能确保抑制出口的开发设计，为精确电气测量工作灌输疏导力量。

1 谐波产生细则论述在整个电力系统工程中，谐波被认为是疑定形态下工频整数倍数的结构模型，在各类暂态变化中，其产生机理是借助大容量电力换流过程以及各类非线性负荷引起，整个畸变电流具体可以分解为基波、谐波电流分量元素。

在这种条件下的基波电压与供电架构的内部抵抗功能几乎毫无关联。

按照目前电力架构形态研究，尤其当变压设备处于正常工作状态时，各类分散隐患不会引起系统电压的波动反应，如若短路状况莫名滋生，就会使得正常工作条件逐渐散去，而后便积压一定数量的谐波含量效应。

系统架构内部的主体谐波源包括整流器械、电压协调设备以及感应炉器具等，而铁道机械运用较大容量的单相整流供电媒介，在具体稳定谐波电流的基础上，还会针对三相交流电管理系统造成一定程度的负荷损害。

此类负荷长期积压，势必造成结构电流的畸变效应，同时对整个通信线路衍生不必要的干扰结果。

2 谐波的具体危害现象分析2.1 绕组之间的热损耗现象结合交流变电设备以及感应电动装置在内部绕组之间产生的热损耗反应进行分析，发现除了谐波电流铜损元素之外，还存在电流突兀交错的附加损耗内容，这使得转子整体损耗数量急剧膨胀。

质老化 ， 缩短使用寿命 。在一定条件下 ． 谐波极 易与无 功补偿 电容器组发生谐振或谐 波放大 ． 从 而导致 电容
器 因过 负 荷 或 过 电压 而损 坏 ：交 流 电 网 的 电压 畸 变 可 能 引起 常 规 变 流 器 控 制 角 的 触 发 脉 冲 间 隔 不 等 ． 并 通 过 正 反馈 放 大 系 统 的 电压 畸 变 ． 使 整 流 器 的 工 作 不 稳 定， 对 逆 变器 ． 则 可 能 发 生 连 续 的 换 相 失 败 而 无 法 正 常工作 ． 甚至损坏换相设备 。
（ Ｓ ｈ ａ ｏ ｎａ ｇ ｎ Ｑｉ ｎ ｇ ｎ ｅ ｎ ｇ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｌ Ｔ Ｄ， Ｓ ｈ ａ ｏ ｇ ｕ ａ ｎ ５ １ ２ ０ ２ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｉ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｒ ｅ ｎａ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｎｄ ａ ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ — ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．
Ｃｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｓｕ ｐ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｈｉ ｇ ｈ Ｖｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｈａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ
ＸｕＮｉ ｎ ｇ
电 力 系 统 解 决 方 案
高压 电网谐波 的危害性 分析及抑 制措施
许 宁
（ 韶 关 市擎能 设计 有 限公 司， 广 东 韶关 ５ １ ２ ０ ２ ６ ） 摘 要 ： 分析 电力 系统 中产 生谐 波 的原 因及 其危 害， 并介 绍谐 波 治理 方法 。

（ ）晶闸管整流设备。 由于品闸管整流在 电力机车 、 １ 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 。晶闸管整流装置采用移 相控制 ， 电网吸收的是缺角的正弦波 ， 从 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
３ ５ ７次谐波为主。它的大小与磁路 的结构形式 、 、、 铁心 的饱
和 程 度 有关 。 心 的饱 和 程 度越 高 ， 压 器工 作点 偏离 线 性 铁 变
力 系统 中的谐波问题也 日趋严重 。 电网谐波使得电 、 电流
的波形发生 了畸变 ， 电力 系统 的发、 、 电设 备 出现许 使 供 用
原边及供电线路含有 ５ 次及以上奇次谐波电流， 其中 ５ 次谐
波 电流为基 波 电流的 １、％， ８ ５ ７次谐 波 电流为基 波 电流的 １％； ２ 如果 是 １ 冲整 流器 ， ２脉 含有 １ 次及以上奇次谐波电 １ 流 。经统计表明 ：由整流装置产生 的谐波 占所有谐波 的近 ４ ％， ０ 这是最大的谐波源。 （） ２ 变频装置 。变频装 置常用 于风机 、 水泵 、 电梯等设
时随着我 国冶金 、 化学工业及铁路交通运输 事业 的发展 ， 电
２２ 输配 电系统产 生的谐波 ．
输 配电系统 中主要是 电力变 压器 励磁 电流产生谐 波 ， 由于变压器铁心的饱 和， 磁化曲线 的非线性 ， 加上设计变 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 ， 仅含有奇 次谐波 ， 以
多异常现象 和故障 ， 产生 了严重的危害和影 响。 对其进行有 效的抑 制， 已成为 电力 系统安全运行工作的重要 内容之一 。

电及 用 电 设备 的有 效 容 量 和 效 率 ， 造成设备浪 费、 线路 浪 费和
电能 损 失 ：
电力 系统 谐 波 是 指 电流 中所 舍有 的频 率 为基 波 的整 数 倍
的电量． 一般 是 指 对 周 期 性 非 正 弦 电量 进 行 傅 利 叶 级 数 分 解 ，
（ ２） 导 致 配 电 系统 共 振 ， 危 及 系统 安 全 ； （ ３） 引起 无 功 补偿 电容 器组 谐 振 和 谐 波 电流 放 大 ， 导 致 电
电子 器件 都是 非线 性 电 力 负荷 ， 工作 处 于 非 线性 状 态 ， 在 高 效
利 用 电能 的 同时也 向 电 网加 栽 大 量 的谐 波 电流 。
一
般 情 况 下我 们 在 进 行 谐 波 分 析 的 时候 只 考 虑 电力 系统
中存 在 的奇 次 谐 波 ， 而不 考 虑 偶 次谐 波 ， 这 主要 是 因 为 以 下 两
一
既 浪 费 电 能 又加 速 绝 缘 老化 ； 率的 整 数倍 ， 因此 ， 我 们 也 常 称 它为 高次 谐 波 。 谐 波 实际 上是 加 功 率损 耗 和 发 热 ． （ ５ ） 导 致峰 值 电压 增 加 ， 损 伤 了介 质 的 绝 缘 强 度 ， 进 而 导 种 干扰 量 ， 使 电 网 受到 “ 污染” 。 致设 备 使 用寿命 缩短 ；
表 现 在 如 下几 个方 面 ： （ １ ） 增加 电 力设 施 负荷 ， 降低 系统 功 率 因数 ， 降低发 电、 输
２ 谐 波 的定 义
国际 电工 标 准 中谐 波 的 定 义 ： “ 谐 波 为 一周 期 渡 或 量 的正 弦 波 分量 ． 其频 率 为基 波 频 率 的 整数 倍 ” 。

供电系统中谐波的危害及其抑制措施谐波对供电系统的危害主要体现在以下几个方面：1.电力系统损耗增加：谐波会导致电线和变压器的额定容量下降，从而增加系统的电阻和电抗损耗。

这会导致能源的浪费和电力系统效率的降低。

2.电压失真：谐波会引起电压波形的失真，导致电压的畸变。

这种电压畸变可能会导致灯泡闪烁、电机振动加剧以及其他故障或损坏。

3.电流畸变：谐波引起电流波形的畸变，使电流的有效值增大。

这可能导致设备过载、电缆和开关设备发热以及电动机过热。

4.故障的引发：谐波可能导致电力系统中的谐振现象。

当谐振发生时，电流和电压放大，可能导致设备损坏和系统故障。

为了抑制供电系统中的谐波，下面列举了一些有效的措施：1.使用滤波器：滤波器是一种常用的抑制谐波的设备。

它们可以作为附加电路连接到系统中，以减小谐波的影响。

滤波器可根据谐波频率进行设计，以达到减小谐波幅值和失真的效果。

2.优化设备：设计和选择具有低谐波发生率的电气设备，例如低谐波电源和电机。

这些设备可以降低谐波幅值，从而减小谐波对供电系统的影响。

3.使用变压器：通过使用多螺绕变压器可减小谐波幅值。

这种变压器通过额外的绕组消耗谐波分量，从而阻止谐波进入供电系统。

4.电网规划和设计：在电网规划和设计阶段，谐波的抑制需被纳入考虑。

通过合理规划供电系统的容量和结构，可以降低谐波的幅值和频率，从而减小谐波对系统的影响。

5.教育和培训：对电力系统运维人员进行相关培训以提高他们对谐波的认识，并了解合适的措施来减小谐波的影响。

总结起来，供电系统中的谐波产生了一系列危害，包括电力系统损耗增加、电压和电流失真、设备过载和谐振现象的引发等。

为了减小这些危害，应采取一系列的抑制措施，如使用滤波器、优化设备、使用变压器、优化电网规划以及加强教育和培训等。

最终，有效地抑制谐波会提高供电系统的可靠性，提升电气设备的性能，减少故障和损坏的风险。

正常情况下 ． 电电压 为纯正弦量 ， 供 如果 供电给线性 的纯 电阻性 负载 Ｒ 则有 ．
１ 电网谐 波 的产 生
电网在正常情况下 。 电压 ｕ随时间 ｔ 周期性 变化 ， 作 呈正弦规律 ， 函数关系为弦规律 ． 函数关 系为 ｕ ｚ＝ ／ Ｕ ｉ（ ｔ ） （ 、 ｓ ｗ＋ ） ｎ ￣
２１ 年 ０１
第 ３ 期 ５
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｆ Ｒ ＴＯ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｎ
Ｏ电力与能源 ０
科技信息
浅析电网谐波的危害及抑制措施
贾满乾 （ 宁夏 电力公 司固原供 电局 宁夏 固原
７６ ０ ） ５ ０ ０
【 要】 摘 电力 系统理想的电压、 电流波形是正弦波。 由于电力系统 中存在各种非线性元件 ， 电压和 电流波形发生畸 变产生谐波 谐波 但 使 会造成电网的功率损耗增加、 设备 寿命缩短 、 保护功能失常， 还会 引起 变电站局部的并联 或串联谐振 ， 造成 电压互感器等设备损坏 。 本文重 点阐
１ 主要非线性负载装置 ． ３ １ ． 开关 电源的高次谐 波 ： ．１ ３ 开关 电源 由 ５部分组成 ： 一次整流 ， 开关 振荡回路 、 二次整流 、 负载 和控 制 这几个部分产 生的噪声不完伞 一 样 这几种干扰可 以通过电源线等产生辐射干扰 ． 也可 以通过 电源产 生传导干扰 。 １ ． 变电器 空载合闸涌流产生谐 波 ： ．２ ３ 铁心中磁通变化时 ， 会产生 ８ — １ ５倍额定电流的涌流 ．由于线圈 电阻的存在 ． 变压器 空载合 闸涌流 般经过几个周波 即可达到稳定 ． 所产生的励磁 涌流所 含的谐 波成份 以 ３次谐 波为主。 ｈ １ ＿ 单相电容器组开断时的瞬态过电压干扰 ： ．３ ３ 电力电 子调速系统普 ｕ ＝ 、 ２ ｓ （ ｌ ｏ ） （） ／ ｉ ｔ ｔ ｔ ｎｏ＋ｈ 遍应用于工业中改进 电机效率及灵活性设备 ． 调速装置内电力电子器 件对过 电压特别敏感 ． 因此线路 中瞬态过电压会造成调速系统的过电 （） ｘ ￣ｉ（ ｏ￡ ） ＝ ／２ｌｓｎ／ ｌ ｕ 碱 压保护误跳闸 由于与中压母线相连的电容器要经常操作 ， 这意味着 其 中， ｎ ．项称为基波 ， ｓｔｔ ｉｏ 其周期 与原波形 的周期相 同 ， 其他各项 调速系统误跳闸事故 会经常发生 １ ． 电压互感器铁磁谐振过 电压 ： ．４ ３ 在我国 １ｋ 、５ Ｖ等级的 中性点 ０Ｖ ３ｋ 均称 为谐波 由于谐波的频率是基波频率 的整数倍 ． 所有 ｓ ３ ．项称 ｉｗｔ ｎ 不接地 配电网中 ． 为了监视对地绝缘 ． 一般采用 相五柱 式电压互感 为３ 次谐波 ． ｎ ｔ ｔ 称为 ５ ｓ ５ 。项 ｉ ｏ 次谐波等。