高压直流输电的谐波抑制与无功补偿

谐波抑制和无功功率补偿在电力系统中，谐波抑制和无功功率补偿是两个重要的问题。

谐波是指电力系统中频率为基波频率的整数倍的波动，它会导致电力系统中的电压和电流失真，对设备和电网的正常运行造成不利影响。

无功功率则是指电力系统中的无功电流和无功电压，它不参与能量传输，但却会造成电网的负荷不平衡和电压波动。

因此，谐波抑制和无功功率补偿是电力系统中必须解决的问题。

谐波抑制是指通过采取一系列措施来减小电力系统中的谐波含量，保证电力系统的正常运行。

谐波抑制的方法有很多种，其中最常见的是使用谐波滤波器。

谐波滤波器是一种能够选择性地滤除谐波成分的装置，它通过选择合适的滤波器参数和安装位置，将谐波电流引导到滤波器中，从而减小谐波对电力系统的影响。

此外，还可以采用谐波抑制变压器、谐波抑制电容器等设备来实现谐波抑制。

无功功率补偿是指通过采取一系列措施来消除电力系统中的无功功率，保证电力系统的负荷平衡和电压稳定。

无功功率补偿的方法有很多种，其中最常见的是使用无功补偿装置。

无功补偿装置可以根据电力系统的负荷情况，自动调节无功功率的大小和方向，从而实现电力系统的负荷平衡和电压稳定。

此外，还可以采用无功补偿电容器、无功补偿电抗器等设备来实现无功功率补偿。

谐波抑制和无功功率补偿在电力系统中的应用非常广泛。

首先，它们可以提高电力系统的供电质量。

谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的电压波动和电流失真，影响电力设备的正常运行。

通过采取谐波抑制和无功功率补偿措施，可以减小电力系统中的谐波含量和无功功率，提高电力系统的供电质量。

其次，谐波抑制和无功功率补偿还可以提高电力系统的能效。

谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的能量损耗和电网负荷不平衡，降低电力系统的能效。

通过采取谐波抑制和无功功率补偿措施，可以减小电力系统中的能量损耗和电网负荷不平衡，提高电力系统的能效。

最后，谐波抑制和无功功率补偿还可以提高电力系统的稳定性。

谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的电压波动和电流失真，影响电力系统的稳定性。

《高压直流输电原理与运行》复习提纲第1章（1）高压直流输电的概念和分类概念：高压直流输电由将交流电变换为直流电的整流器、高压直流输电线路以及将直流电变换为交流电的逆变器三部分组成。

高压直流输电是交流-直流-交流形式的电力电子换流电路。

常规高压直流输电：半控型的晶闸管，采取电网换相。

VSC高压直流输电：全控型电力电子器件，采用器件换相。

分类：长距离直流输电（两端直流输电），背靠背（BTB)直流输电方式，交、直流并联输电方式，交、直流叠加输电方式，三级直流输电方式。

（2）直流系统的构成1.直流单级输电：大地或海水回流方式，导体回流方式。

2.直流双极输电：中性点两端接地方式，中性点单端接地方式，中性线方式。

3.直流多回线输电：线路并联多回输电方式，换流器并联的多回线输电方式。

4.多端直流输电：并联多端直流输电方式，串联多端直流输电方式。

（3）高压直流输电的特点优点：经济性：高压直流输电的合理性和适用性体现在远距离、大容量输电中。

互连性：可实现电网的非同步互连，可实现不同频率交流电网的互连。

控制性：具有潮流快速可控的特点缺点：①直流输电换流站的设备多、结构复杂、造价高、损耗大、运行费用高、可靠性也较差。

②换流器工作时会产生大量的谐波，处理不当会对电网运行造成影响，必须通过设置大量、成组的滤波器消除这些谐波。

③电网换相方式的常规直流输电在传送有功功率的同时，会吸收大量无功功率，可达有功功率的50％~60％，需要大量的无功功率补偿装置及相应的控制策略。

④直流输电的接地极和直流断路器问题都存在一些没有很好解决的技术难点。

（4）目前已投运20个直流输电工程（详见p14）2010年，我国已建成世界上第一条±800KV的最高直流电压等级的特高压直流输电工程。

五直：天-广工程（±500，2000年），三-广工程（2004年），贵-广I回工程（2004年），贵-广II回工程（2008年），云广特高压工程（±800KV）（5）轻型直流输电特点：1.电压源换流器为无源逆变，对受端系统没有要求，故可用于向小容量系统或不含旋转电机的负荷供电。

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。

对电力系统无功补偿及谐波抑制策略的研究【摘要】大容量变流设备的应用越来越广泛，电力系统中的电压与电流波形发生畸变，不仅降低了电能质量，而且影响到电力系统的正常运行，因此针对电力系统的谐波治理与无功补偿技术，不仅可以提升供电设备运行的稳定性与工作效率，而且可以在保证供电质量的前提下降低供电成本，所以有着重要的现实意义。

本文就针对电力系统的无功补偿技术与谐波抑制策略进行分析。

【关键词】电力系统无功补偿谐波抑制1 谐波的产生与危害1.1 谐波的产生具体而言，谐波是由谐波电流源产生的。

在正弦电压施加于非线性负荷条件下，电流就会变换为非正弦波，而负荷连接电网，相应的电网中就会注入非正弦电流，在电网阻抗上产生压降，最终形成非正弦波，受其影响，电压与电流的波形均会产生畸变。

由此可知，电网的谐波源主要来自于非线性负荷。

在电力系统中，谐波源的种类大概可以分为三种，一种为半导体非线性负载，包括各种整流设备、交直流换流设备、相控调制变频器、其它节能电力电子设备与控制设备等；另外一种为磁饱和非线性负载，主要来自于变压器、发电机以及电抗器等设备；还有一种为电弧非线性负载，主要来自于各种气体放电灯、冶金电弧炉以及直流电弧焊等。

之前由于电力电子设备的应用不如现在这么广泛，因此磁饱和非线性负载以及电弧非线性负载为主要的谐波源，但是随着电子电力设行的应用越来越广泛，半导体非线性负载逐渐成为最主要的谐波来源。

1.2 产生谐波的主要原因与谐波危害多种因素均可导致谐波的产生，不过常见的有两种，即由于非线性负荷产生的谐波，另外一种则是由逆变负荷产生的谐波，前一种负荷包括可控硅整流器以及开关电源等，这种负荷所产生的谐波频率通常是工频频率的整数倍，比如三相六脉波整流器主要产生5次、7次谐波，三相十二脉波整流器主要产生11次与13次谐波；而后一种负荷除了产生整数次谐波外，还会产生分数谐波，其频率为逆变频率的两倍，比如中频炉采用三相六脉波整流器，其工作频率为820hz，不仅会产生5次、7次谐波，而且还会产生分数谐波，其频率为1640hz。

谐波治理与⽆功补偿1：什么是谐波：电⼒系统中有⾮线性（时变或时不变）负载时，即使电源都以⼯频50HZ供电，当⼯频电压或电流作⽤于⾮线性负载时，就会产⽣不同于⼯频的其它频率的正弦电压或电流，这些不同于⼯频频率的正弦电压或电流，⽤富⽒级数展开，就是⼈们称的电⼒谐波。

从⼴义上讲，由于交流电⽹有效分量为⼯频单⼀频率，因此任何与⼯频频率不同的成分都可以称之为谐波.在电⼒系统⽅⾯，谐波是指多少倍于⼯频频率的波形，简称“次”，是指从2次到30次范围，如5次谐波电压（电流）的频率是250赫兹，7次谐波电压（电流）的频率是350赫兹；3、5、、7、9、11、等叫做其次谐波，超过13次的谐波称⾼次谐波。

近三四⼗年来，各种电⼒电⼦装置的迅速发展使得公⽤电⽹的谐波污染⽇趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发⽣，谐波危害的严重性才引起⼈们⾼度的关注。

: 电⼒谐波对电⼒⽹（包括⽤户）危害是⼗分严重的，它是⼀种电⼒污染，随着经济展，⼤功率可控硅的⼴泛应⽤，⼤量⾮线性负荷增加，特别是电⼦技术、节能技术和控制技术的进步，在化⼯、冶⾦、钢铁、煤矿和交通等部门⼤量使⽤各种整流设备、交直流换流设备和电⼦电压调整设备，电熔炼设备、电化学设备、矿井起重设备、露天采掘设备、电⽓机车等与⽇俱增，同时种类繁多的照明器具、娱乐设施和家⽤电器等普及使⽤，使得电⼒系统波形严重变形。

2：:电⼒谐波的主要危害有：（1）引起串联谐振及并联谐振，放⼤谐波，造成危险的过电压或过电流；（2）产⽣谐波损耗，使发、变电和⽤电设备效率降低；（3）加速电⽓设备及电⼒变压器绝缘⽼化，使其容易击穿，从⽽缩短它们的使⽤寿命；（4）使设备（如电机、继电保护、⾃动装置、测量仪表、电⼒电⼦器件、计算机系统、精密仪器等）运转不正常或不能正确操作；（5）⼲扰通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚⾄损坏通信设备。

（6）使开关（断路器）过载，造成经常性跳闸。

由于谐波电流在导体表⾯流动，引起导体发热，降低了开关的实际容量所致。

绪论电能质量的好坏，直接影响到工业产品的质量，评价电能质量有三方面标准。

首先是电压方面，它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等；其次是频率波动；最后是电压的波形质量，即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率，也就是谐波所占的比重。

我国对电能质量的三方面都有明确的标准和规范。

随着科学技术的发展，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。

它不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行。

举个常见的例子来说，电子节能灯在使用量所占比重较小的电网中运行，的确比常用的白炽灯好，不仅亮度高又省电，而且使用寿命也长。

但是相反，在大量投运节能灯后，就会发现节能灯的损坏率大大提高。

这是由于节能灯是非线性负荷，它产生较大的谐波污染了这一片电网，造成三相负荷基本平衡情况下，中心线电流居高不下，造成了该片电网供电质量下降，用电设备发热增加，电网线损增加，使得该区的配变发热严重，严重影响其使用寿命。

因此我们对非线性用电设备产生的谐波必须进行治理，使谐波分量不超过国家标准。

第一章 基础概念1.1 电力系统的组成电力系统是由发电、输电、用电三部分组成。

其中过程为发电厂发电经升压变压器升压并网，再由输电网络输送的各个变电站，变电站进行降压后输送给各个用户，用户经过再一次降压后给用电设备供电。

主要设备为发电机、升压变压器、输电网络、降压变压器、用电设备及二次保护系等组成。

发电机的电压等级一般为6KV 、10KV ，输电网络为110KV 、220KV 、500KV ，配电网络为10KV 、35KV ，用电设备一般为380V 、220V 。

我国电力系统采用三相50HZ 交流供电。

1.2 功率的概念在供电系统中，通常总是希望交流电压和交流电流时正弦波形（不含有谐波的情况下），正如电压为：()ωt U t U sin 2=式中 U ------电压有效值ω--------角频率f πω2=f ---------频率 (50HZ) 正弦电压施加在线性无源负载上如电阻、电容、电感上时，其电流的表达式为：()()ϕ-=ωt I t I sin 2I --------电流有效值φ--------相位角 电压和电流的关系从相位图上看如：（绿色为电压，红色为电流）电流相位角φ>0时，为电流滞后电压，负载呈现为感性（如电动机）电流相位角φ<0时，为电流滞后电压，负载呈现为容性（如无功补偿器）视在功率为： UI S = （KV A ）有功功率为：ϕcos UI P = (KW)无功功率为：ϕsin UI Q = （Kvar ）在正弦交流电路中，有功功率P 是用来做功的，是负载消耗掉的真正的功率。

绪论电能质量的好坏，直接影响到工业产品的质量，评价电能质量有三方面标准。

首先是电压方面，它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等；其次是频率波动；最后是电压的波形质量，即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率，也就是谐波所占的比重。

我国对电能质量的三方面都有明确的标准和规范。

随着科学技术的发展，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。

它不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行。

举个常见的例子来说，电子节能灯在使用量所占比重较小的电网中运行，的确比常用的白炽灯好，不仅亮度高又省电，而且使用寿命也长。

但是相反，在大量投运节能灯后，就会发现节能灯的损坏率大大提高。

这是由于节能灯是非线性负荷，它产生较大的谐波污染了这一片电网，造成三相负荷基本平衡情况下，中心线电流居高不下，造成了该片电网供电质量下降，用电设备发热增加，电网线损增加，使得该区的配变发热严重，严重影响其使用寿命。

因此我们对非线性用电设备产生的谐波必须进行治理，使谐波分量不超过国家标准。

第一章 基础概念1.1 电力系统的组成电力系统是由发电、输电、用电三部分组成。

其中过程为发电厂发电经升压变压器升压并网，再由输电网络输送的各个变电站，变电站进行降压后输送给各个用户，用户经过再一次降压后给用电设备供电。

主要设备为发电机、升压变压器、输电网络、降压变压器、用电设备及二次保护系等组成。

发电机的电压等级一般为6KV 、10KV ，输电网络为110KV 、220KV 、500KV ，配电网络为10KV 、35KV ，用电设备一般为380V 、220V 。

我国电力系统采用三相50HZ 交流供电。

1.2 功率的概念在供电系统中，通常总是希望交流电压和交流电流时正弦波形（不含有谐波的情况下），正如电压为：()ωt U t U sin 2=式中 U ------电压有效值ω--------角频率f πω2=f ---------频率 (50HZ) 正弦电压施加在线性无源负载上如电阻、电容、电感上时，其电流的表达式为：()()ϕ-=ωt I t I sin 2I --------电流有效值φ--------相位角 电压和电流的关系从相位图上看如：（绿色为电压，红色为电流）电流相位角φ>0时，为电流滞后电压，负载呈现为感性（如电动机）电流相位角φ<0时，为电流滞后电压，负载呈现为容性（如无功补偿器）视在功率为： UI S = （KV A ）有功功率为：ϕcos UI P = (KW)无功功率为：ϕsin UI Q = （Kvar ）在正弦交流电路中，有功功率P 是用来做功的，是负载消耗掉的真正的功率。

《高压直流输电原理与运行》复习提纲第1章（1）高压直流输电的概念和分类概念：高压直流输电由将交流电变换为直流电的整流器、高压直流输电线路以及将直流电变换为交流电的逆变器三部分组成。

高压直流输电是交流-直流-交流形式的电力电子换流电路。

常规高压直流输电：半控型的晶闸管，采取电网换相。

VSC高压直流输电：全控型电力电子器件，采用器件换相。

分类：长距离直流输电（两端直流输电），背靠背（BTB)直流输电方式，交、直流并联输电方式，交、直流叠加输电方式，三级直流输电方式。

（2）直流系统的构成1.直流单级输电：大地或海水回流方式，导体回流方式。

2.直流双极输电：中性点两端接地方式，中性点单端接地方式，中性线方式。

3.直流多回线输电：线路并联多回输电方式，换流器并联的多回线输电方式。

4.多端直流输电：并联多端直流输电方式，串联多端直流输电方式。

（3）高压直流输电的特点优点：经济性：高压直流输电的合理性和适用性体现在远距离、大容量输电中。

互连性：可实现电网的非同步互连，可实现不同频率交流电网的互连。

控制性：具有潮流快速可控的特点缺点：①直流输电换流站的设备多、结构复杂、造价高、损耗大、运行费用高、可靠性也较差。

②换流器工作时会产生大量的谐波，处理不当会对电网运行造成影响，必须通过设置大量、成组的滤波器消除这些谐波。

③电网换相方式的常规直流输电在传送有功功率的同时，会吸收大量无功功率，可达有功功率的50％~60％，需要大量的无功功率补偿装置及相应的控制策略。

④直流输电的接地极和直流断路器问题都存在一些没有很好解决的技术难点。

（4）目前已投运20个直流输电工程（详见p14）2010年，我国已建成世界上第一条±800KV的最高直流电压等级的特高压直流输电工程。

五直：天-广工程（±500，2000年），三-广工程（2004年），贵-广I回工程（2004年），贵-广II回工程（2008年），云广特高压工程（±800KV）（5）轻型直流输电特点：1.电压源换流器为无源逆变，对受端系统没有要求，故可用于向小容量系统或不含旋转电机的负荷供电。

电源谐波抑制与无功补偿电源谐波抑制与无功补偿随着电力需求的不断增长，电力系统的稳定性和电能质量成为了重要的关注点。

其中，电源谐波抑制与无功补偿技术是解决电能质量问题的重要手段之一。

本文将就电源谐波抑制与无功补偿的概念、原理及应用进行探讨。

首先，我们来了解一下电源谐波抑制的概念。

电源谐波指的是电力系统中频率为整数倍于基波频率（通常为50Hz或60Hz）的电压或电流成分。

电源谐波主要由非线性负载设备引起，如电力电子设备、变频器、电弧炉等。

这些设备会引入高次谐波，导致电力系统中电压、电流的畸变，从而影响到其他设备的正常运行。

为了抑制电源谐波，可以采用各种技术手段。

其中，常用的方法包括使用谐波滤波器、采用谐波抑制变压器、增加阻尼电阻等。

谐波滤波器能够通过对电流进行滤波，去除谐波成分，从而达到抑制谐波的目的。

谐波抑制变压器则是通过在变压器中增加谐波抑制线圈，来吸收谐波电流，减小谐波的影响。

而增加阻尼电阻则可以通过增加电阻来限制谐波电流的流动。

除了电源谐波抑制，无功补偿也是解决电能质量问题的重要手段之一。

无功功率是电力系统中的一种特殊功率，它与有功功率不同，无功功率不做功，只是在电力系统中流动而已。

无功功率产生的原因主要有电感性负载和电容性负载。

电感性负载会消耗无功功率，而电容性负载则会产生无功功率。

为了补偿无功功率，可以采用无功补偿装置。

常用的无功补偿装置包括静态无功补偿装置（SVC）、静态同步补偿装置（STATCOM）和动态同步补偿装置（DSTATCOM）等。

这些装置可以通过调节电压和电流的相位，来实现无功功率的补偿。

通过合理的无功补偿，可以提高电力系统的功率因数，降低传输损耗，提高电能利用效率。

电源谐波抑制与无功补偿技术在现代电力系统中发挥着重要的作用。

它们能够提高电力系统的稳定性和电能质量，降低设备的故障率，提高电能利用效率。

在未来，随着电力需求的不断增长和电力系统的不断发展，电源谐波抑制与无功补偿技术还将继续得到广泛应用和研究。

电力系统中无功补偿和谐波抑制的研究Ξ李风彦1,唐伯英1,李赵华2(1.内蒙古送变电有限责任公司;2.中广核中电风力发电有限责任公司内蒙古分公司) 摘　要:近年来,随着我国工业化进程的不断加快,电力系统负载中,阻感负载占有比例增大,吸收大量的无功,而无功功率又必须保证平衡。

同时,随着相控交流功率调整电路和周波变流器等电力电子装置的广泛应用,给电网带来了谐波污染,其交流侧的电流也常常滞后于电压,它们不但要消耗大量的无功功率,还有产生大量的谐波电流。

因此,进一步深入无功补偿和谐波抑制的研究具有非常重要的意义。

本文对目前的无功补偿和谐波抑制进行了一定的探讨和研究。

关键词:无功补偿;谐波抑制 中图分类号:TM714.3 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2010)20—0082—021　影响功率因数的主要因素许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的,如配电变压器、电动机等,它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。

为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率,因此,所谓的“无功”并不是“无用”的电功率,只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已;因此在供用电系统中除了需要有功电源外,还需要无功电源,两者缺一不可。

功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中,除消耗有功功率外,还需要无功功率。

当有功功率P一定时,如减少无功功率Q,则功率因数便能够提高。

在极端情况下,当Q=0时,则其功率因数=1。

因此提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。

1.1　异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。

而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。

所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。

变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率,它和负载率的大小无关。

高压直流输电系统交流谐波抑制—滤波器的设计作者：徐涛邵天龙张东方来源：《华中电力》2013年第09期摘要：近年来，高压直流输电（HVDC）技术作为一种新型输电技术在电力系统得到了广泛的发展和应用。

高压直流系统中的谐波及其抑制方法一直是对HVDC进行研究的一个重要组成部分。

关键字：高压直流输电，谐波，滤波器0概述随着电力需求日益增长﹐远距离大容量输电线路不断增加﹐电网扩大﹐交流输电受到同步执行稳定性的限制﹐在一定条件下的技术经济比较结果表明﹐采用直流输电更为合理﹐且比交流输电有较好的经济效益和优越的执行特性﹐因而直流输电重新被人们所重视并得到急速发展。

1 谐波的基本概念、谐波的产生、危害及抑制措施（1）国际上公认的谐波含义是：谐波是一个周期电气量的正弦波的分量，其频率为基波频率的整数倍。

谐波是指电压、电流波形发生畸变，主要是负荷的非线性造成的。

换流装置交流侧的电压和电流的波形不是正弦波，直流侧的电压和电流也不是平滑稳定的直流，它们都含有多种谐波分量。

谐波电流、谐波电压对电力系统用户的影响及危害，概括起来主要有以下几个方面[2][3][4] [6]：⑴谐波的存在，增加了系统中元件的附加谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的使用效率；大量的3次谐波流过中线时会使线路过热甚至造成火灾。

⑵谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，电磁继电器滞动，感应式电流继电器误动或拒动，并会使电气测量仪表计量不准确。

电力测量仪表通常是按工频正弦波形设计的，当有谐波时，将会产生测量误差。

⑶使交流电网中的发电机和电容器由于谐波的附加损耗而过热⑷对通讯设备产生干扰，特别是对临近的电话线路产生杂音。

⑸使换流器的控制不稳定，有可能引起电网中发生局部的谐振过电压。

谐波对直流输电系统有如此大的危害，故需要研究抑制谐波的方法。

目前，减小直流输电系统中谐波的措施可以分为两类[1]：（1）增加换流器的脉动数以减小谐波（2）装设滤波器减小谐波2高压直流输电系统滤波器的设计2.1 交流滤波器的分类实际工程中的滤波器一般分为无源滤波器和有源滤波器两种[5]。

谐波抑制和无功功率补偿引言在电力系统中，谐波和无功功率是常见的问题，它们会导致电网的不稳定性、能源浪费和设备损坏等一系列负面影响。

因此，谐波抑制和无功功率补偿成为了电力系统优化和能源管理的重要课题。

本文将详细介绍谐波抑制和无功功率补偿的概念、原理、方法以及应用。

谐波抑制概念谐波是指在电力系统中频率为基波频率的整数倍的波形成分。

谐波的产生主要是由非线性负载设备引起的，例如电弧炉、电子设备等。

谐波会导致电压和电流的波形失真，进而影响电力系统的稳定性和设备的正常运行。

谐波抑制是指通过采取措施，减少或消除电力系统中的谐波成分，使电力系统的波形恢复正常，保证电力质量和设备的正常运行。

原理谐波抑制的原理主要包括两个方面：滤波和控制。

1.滤波：通过在电力系统中引入谐波滤波器，对谐波成分进行滤波，将谐波成分从电力系统中分离出来。

常用的谐波滤波器包括谐波阻抗滤波器、谐波电抗滤波器等。

2.控制：通过控制非线性负载设备的工作方式和参数，减少其对电力系统的谐波污染。

常用的控制方法包括谐波限制技术、谐波消除技术等。

方法谐波抑制的方法主要包括被动方法和主动方法。

1.被动方法：被动方法是指通过谐波滤波器等被动设备来实现谐波抑制。

被动方法具有成本低、稳定可靠等优点，但其抑制效果受到负载变化和谐波频率变化的限制。

2.主动方法：主动方法是指通过控制设备的工作方式和参数来实现谐波抑制。

主动方法具有灵活性强、抑制效果好等优点，但其成本较高。

应用谐波抑制广泛应用于电力系统中，特别是对于需要保证电力质量和设备正常运行的场合。

例如，工业生产中的电弧炉、电子设备等非线性负载设备常常会引起谐波，需要采取谐波抑制措施。

此外，谐波抑制也在电网规划、电力设备设计等领域得到广泛应用。

无功功率补偿概念无功功率是电力系统中的一种特殊功率，它与电压和电流之间的相位差有关。

无功功率的存在会造成电网电压的波动和能源的浪费，因此需要进行补偿。

无功功率补偿是指通过采取措施，使电力系统中的无功功率达到平衡，提高电网的稳定性和能源利用效率。

高压直流输电（HVDC），是利用稳定的直流电具有无感抗、容抗也不起作用、无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。

输电过程为直流。

该技术被用于通过架空线和海底电缆远距离输送电能；同时在一些不适于用传统交流联接的场合，它也被用于独立电力系统间的联接。

今天小编就来为大家详细分析下高压直流输电技术，以供大家参考！高压直流输电概述1、高压直流输电：定义：将三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。

•高压直流输电原理图如下：•换流器（整流或逆变）：将交流电转换成直流电或将直流电转换成交流电的设备。

•换流变压器：向换流器提供适当等级的不接地三相电压源设备。

•平波电抗器：减小注入直流系统的谐波，减小换相失败的几率，防止轻载时直流电流间断，限制直流短路电流峰值。

•滤波器：减小注入交、直流系统谐波的设备。

•无功补偿设备：提供换流器所需要的无功功率，减小换流器与系统的无功交换。

2、高压直流输电对比交流输电：1）技术性•功率传输特性：交流为了满足稳定问题，常需采用串补、静补等措施，有时甚至不得不提高输电电压。

将增加很多电气设备，代价昂贵。

直流输电没有相位和功角，无需考虑稳定问题，这是直流输电的重要特点，也是它的一大优势。

•线路故障时的自防护能力：交流线路单相接地后，其消除过程一般约0.4~0.8秒，加上重合闸时间，约0.6~1秒恢复。

直流线路单极接地，整流、逆变两侧晶闸管阀立即闭锁，电压降为零，迫使直流电流降到零，故障电弧熄灭不存在电流无法过零的困难，直流线路单极故障的恢复时间一般在0.2~0.35秒内。

•过负荷能力：交流输电线路具有较高的持续运行能力，其最大输送容量往往受稳定极限控制。

直流线路也有一定的过负荷能力，受制约的往往是换流站。

通常分2小时过负荷能力、10秒钟过负荷能力和固有过负荷能力等。

前两者葛上直流工程分别为10%和25%，后者视环境温度而异。

PE电力电子直流密炼机系统无功补偿和谐波抑制殷庆1李平1程延昭2(1．安徽宁国供电公司，安徽宁国242300；2．中原油田供电管理处，河南濮阳457001)摘要本文通过对某橡胶厂密炼机系统的无功问题及谐波现状进行分析，并提出了有效的治理措施，经过现场应用，取得了很好的效果。

关键词：直流密炼机；谐波；快速响应；无源滤波器；有源补偿T he R e act i ve C om pens at i on and H a r m oni csSuppr ess i on i n D C I nt er nal M i xer Sys t emY i n Q i n91L i Pi ngi C he ng Y anzha02(1．A nhui N i ngguo P ow e r Suppl y C om pa ny，N i ngguo，A nhui242300．2．Z hongyuan O i l f i el d E l ec t r i c P ow e r D i s p at ch C ent er，Puy ang H e na n457001)A bs t r act T he ar t i cl e ai m s at ana l ys i s of t he r e ac t i ve com pen s at i on pr obl em s and c ur r e nthar m oni cs si t uat i on of an i n t er na l m i xer i n one r ubb er pl a nt，a nd put s f or w ar d ef fe ct i ve t re a t m entm eas ur es，w hi ch，ob t ai n ed goo d r es ul t t hr o ugh f i el d appl i cat i o n．K ey w or ds：D C i nt er n al m i xer：h ar m oni c w ave：qui ck r espons e：pas s i ve f i l t e r i ng devi ce：act i vecom pens at i on1引言随着电力电子技术和计算机技术的快速发展，电力电子装置在各行各业的应用日益广泛，在带来巨大经济效益的同时，无功问题和谐波也日趋严重，无论对于电力系统还是电力用户，这都是十分重要的问题，冈此也成为近年来各方面关注的热点之一。

无功补偿对电力系统谐波的抑制与控制电力系统中的谐波问题一直以来都是一个重要的研究课题。

谐波的存在会导致电力系统中的电压和电流波形失真，影响电力设备的正常运行，甚至导致系统的故障。

因此，如何有效地抑制和控制电力系统中的谐波成为了电力工程领域中一个关键的问题。

在解决电力系统谐波问题的方法中，无功补偿技术被广泛应用。

无功补偿指的是在电力系统中通过补偿电容或电感器件，使得系统中的无功功率消耗或产生达到平衡，从而减少谐波的产生和影响。

接下来，将从两个方面来讨论无功补偿对电力系统谐波的抑制与控制。

首先，无功补偿可以通过提高系统的功率因数来抑制谐波的产生。

功率因数是指电力系统中有用功率与总功率之比，是衡量电力系统能效的指标。

在传统的电力系统中，许多负载设备的功率因数往往较低，导致系统中的谐波问题严重。

通过合理配置无功补偿设备，可以改善系统的功率因数，减少无效功率的消耗。

这样一来，谐波的产生也相应减少，并降低对系统的影响。

其次，无功补偿还可以通过滤除谐波成分来控制系统中的谐波。

无功补偿设备通常包括各种滤波器，可以选择性地将谐波成分滤除，从而减少谐波对电力系统的影响。

常用的滤波器包括谐波电容器、谐波电感器和谐波抑制变压器。

通过合理选择和配置这些滤波器，可以有效地降低系统中的谐波水平，并确保系统的稳定运行。

除了无功补偿技术，还有其他方法可以用于电力系统谐波的抑制与控制。

比如，可以通过优化设备的设计和选择，减少设备自身的谐波产生。

此外，也可以采用有源滤波器等先进的谐波抑制技术来实现谐波的补偿与控制。

然而，无论使用何种方法，都需要充分考虑电力系统的实际情况和需求，综合选择合适的解决方案。

总结起来，无功补偿对电力系统谐波的抑制与控制起着重要的作用。

通过提高系统的功率因数和滤除谐波成分，可以有效地降低电力系统中的谐波水平，保证系统的正常运行。

当然，针对不同的电力系统和谐波问题，选择合适的方案和技术也是至关重要的。

只有在不断的研究和实践中，我们才能更好地解决电力系统中的谐波问题，确保电力系统的安全稳定运行。

电力科技35kV 变电站大容量谐波治理和无功补偿技术及装备张汉云（国网安徽省电力有限公司黄山市黄山区供电公司，安徽 黄山 245000）摘要：本文首先分析了谐波会导致的危害，然后分析谐波治理系统的构建和如何使用无功补偿技术。

通过研究帮助技术人员提升对35kV 变电站大容量谐波的治理水平，满足电网稳定的需要。

关键词：变电站；大容量谐波治理；无功补偿技术现代社会大量使用着电力，但是由于电力系统本身、用电设备等等，会加重电力系统的谐波污染，严重威胁系统运行的稳定性。

所以，需要采用合理的方式进行谐波的处理，保证电网系统的稳定。

1 谐波危害分析 1.1 容易造成线路短路 谐波的存在会影响线路的正常运行，尤其是导致一些重要的线路设备运行效率降低，不能做出正常的反应。

比如大容量谐波会影响断路器开关的正常工作，导致断路器的遮断能力会明显降低，造成电弧重燃，发生短路，在严重时甚至会引发断路器爆炸。

1.2 降低电路设备的工作效率 谐波的存在会让电网中的电气设备增加附加损耗，从而影响电力设备的运行效果。

例如电网的测量仪表、计量装置会在谐波的作用下出现误差，难以给出准确的计量结果，从而导致出现短路等故障的概率增加。

线路中的电容器、电缆等等都会因为谐波的作用出现过热的问题，以及导致电机出现机械振动，在局部过热比较严重以及机械振动剧烈时，就容易出现设备绝缘老化、变质的情况，在严重的时候，甚至直接造成设备损坏[1]。

同时，电网中的谐波电压和谐波电流并不会自然消除，在缺乏治理的情况下会逐渐在电网中累加，从而不断增加线路、设备的损耗，严重增加用电成本。

1.3 引发供电事故 从本质上讲，电网中的各种设备就是电网的谐波源，比如电容器、变压器、电缆、电动机等等，因为这些电气设备会根据电网的调控需求经常变动，就会产生串联或者并联的谐波振动。

如果电网设置过程中没有做好参数的配合，就容易在一定频率下出现明显的间谐振荡，导致过电压和过电流出现，影响电网的安全运行。

1.高压直流输电系统的主要设备名称：换流变压器。

换流器。

平波电抗器。

交流滤波器，直流滤波器，控制保护系统，接地极引线，接地极，远动通信系统2.直流输电系统中交流滤波器的功能：抑制换流器产生的注入交流系统的谐波电流；同时补偿换流器吸收的无功补偿；3.逆变器采用定熄弧角控制的目的：一方面防止逆变器换相失败，同时保证无功需求最小。

4.直流输电系统换流站装设的无功补偿装置类型：机械投切式无功补偿装置。

静止无功补偿装置。

同步调相机。

5.晶闸管导通的条件：1）要有适当的正向阳极电压；6. 2）还要有适当的正向门极电压，且晶闸管一旦导通，门极将失去作用7.晶闸管的关断条件：1.阳极电位高于阴极电位或阴极电流小于维持电流。

2. 使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值（称为维持电流）以下才能关断。

否则即使除去了触发脉冲，也不能关断，晶闸管仍能继续导通。

8.双桥整流器交直流侧主要特征谐波次数：9.单桥整流器交直流侧主要特征谐波次数及其变化规律双桥整流器桥间的影响: 邻桥的换相使本桥所有未导通的电压产生畸变。

从而影响整流器侧接班阀的正常开通，以及逆变器侧熄弧阀的可靠关断。

10.直流输电系统潮流调整在变动电流指令值过程中的要求：一定要确保电流裕度的存在，所以在输电功率增加时，先增大整流器的电流定值；反之，在减少输电功率时，先减少逆变器的电流指令值。

11.影响换相压降大小的因素：直流电流和换相电感（书79页）12.高压直流输电系统平波电抗器的作用（1）防止轻载时直流电流断续。

（2）抑制直流故障电流的快速增加，减小逆变器继发换相失败的几率。

（3）减小直流电流文波，与直流滤波器一起共同构成换流站直流谐波滤波电路。

（4）防止直流线路或直流开关站产生的陡波冲击波进入阀厅，从而使换流阀免遭过电压应力过大而损坏。

13.换流变压器的作用1）参与实现交流电和直流电之间的相互变换。

（2）实现电压变换。

（3）抑制直流故障电流。

换流变压器的漏抗限制了阀臂短路和直流母线短路时的故障电流，能有效保护换流阀。

谐波抑制和无功补偿随着电力设备的广泛应用和电力负荷的不断增加，电力系统广泛存在一些问题和挑战。

谐波和无功是电力系统中最常见的问题之一，它们可能导致系统的能效降低、设备故障、甚至增加运营成本。

因此，谐波抑制和无功补偿变得非常重要。

一、谐波抑制大量非线性负载，如整流装置、变频器、电器开关、电弧炉等，会引起电力系统中的谐波。

谐波会导致设备间相互干扰、电网压力失稳、设备寿命缩短以及其他一些问题。

因此，必须采取措施来减小或消除这种负面影响。

一种解决谐波问题的常见方法是使用谐波滤波器。

谐波滤波器的常见类型有串联谐波滤波器和并联谐波滤波器。

串联谐波滤波器是将滤波器直接连接到非线性负载上，而并联谐波滤波器则是将滤波器直接连接到电源系统的公共点或母线上。

值得注意的是，谐波滤波器不是万能的解决方案。

如果选择不当或性能不良的谐波滤波器，则可能导致负面影响、降低系统的稳定性和增加故障率。

因此，在选择谐波滤波器时，应该非常谨慎。

二、无功补偿在电力系统中，许多负载的功率因数是附加电容性的。

这意味着负载消耗的电能不仅包括有用的能量，也包括无用的能量，减少了电力系统的能效。

此外，功率因数低的负载会造成额外的负担，影响了电力系统的稳定性和可靠性。

因此，无功补偿被广泛应用于电力系统中。

无功补偿系统可以消除电力系统中产生的附加电容性负荷和电感性负荷，并提高电力系统的能效。

常见的无功补偿设备包括电容器、静止无功发生器以及静止无功调节器。

其中，电容器一般用于补偿电容性负荷，而静止无功发生器和静止无功调节器则用于补偿电感性负荷。

需要注意的是，无功补偿也面临与谐波抑制相同的问题。

谐波会影响无功补偿设备的性能和稳定性。

因此，在设计无功补偿系统时，必须考虑谐波过滤带来的影响。

总结电力系统中的谐波和无功问题不能被忽视。

谐波滤波器和无功补偿设备是常见的解决方案，它们可以降低电力系统的功耗和故障率，并提高能效。

在设计谐波滤波器和无功补偿设备时，应该注意选择质量可靠的设备，并避免谐波产生的影响。

超高压直流输电系统中的电流变换技术发表时间：2017-10-17T13:55:22.123Z 来源：《电力设备》2017年第16期作者：雷庆坤1 郑亚强2 庄裕海3[导读] 换流站直流侧特征谐波和谐波抑制装置的选择以及功率因数的补偿等重要方面问题，最后给出了超高压直流输电系统发展需要解决的主要问题，使超高压直流输电技术更为完善。

（1国网安徽省电力公司检修公司安徽省合肥市 230061；2国网安徽省电力公司检修公司安徽省合肥市 230061；3国网安徽省电力公司检修公司安徽省合肥市 230061）摘要：本文对超高压直流输电系统中的电流变换技术进行了分析，主要介绍了电流变换器件三种换流器的工作原理，通过比较解决了选择换流器的难题，同时还讨论了超高压直流输电系统中与运行和控制有关的、换流站直流侧特征谐波和谐波抑制装置的选择以及功率因数的补偿等重要方面问题，最后给出了超高压直流输电系统发展需要解决的主要问题，使超高压直流输电技术更为完善。

关键词：超高压直流输电；换流器；谐波抑制；功率因数补偿引言：高压直流输电是将发电厂发出的交流电通过升压变压器升压后再经整流阀变成直流电，然后通过长距离直流输电线路送至受电端，再经逆变阀变成交流电，注入受电端交流电网。

其中直流输电最核心的技术集中于换流站设备，换流站实现了高压直流输电工程中直流和交流相互能量转换，除在交流场具有交流变电站相同的设备外，还有以下特有设备：换流阀、控制保护系统、换流变压器、交流滤波器和无功补偿设备、直流滤过器、平波电抗器以及直流场设备，而换流阀是换流站中的核心设备，其主要功能是进行交直流转换，从最初的汞弧阀发展到现在的大功率相控、光控晶闸管以及绝缘栅极双极型晶体管（IGBT），换流阀单位容量在不断的增大，因此对超高压直流输电系统中的电流变换技术的研究具有极其重要的现实意义。

1、电流变换器件换流器的工作原理：整流器电流是从联系最高电位的阀流出，通过直流线路从联系最低电位的阀流入，通过按照一定次序的阀的“通”与“断”，整流器将交流电压变换成脉动的直流电压，其中换相的实质是交流系统短时间的两相短路，换相是依靠交流电源提供的短路电流进行的。