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铁路牵引变谐波的产生与危害治理摘要：本文从谐波的特点及性质出发,结合相关谐波标准,阐述了谐波测量仪器的基本原理、功能和精度要求等,目的是对谐波的测量、监测与管理有一个较全面的认识,以利谐波的综合治理。
关键词：配电网；谐波；特点；测量；危害；治理Abstract: This article start from the harmonic characteristics and nature of the departure, combined with related harmonic standard, elaborated the basic principle of harmonic measurement instrument, function and precision requirements, is designed for the harmonic measurement, monitoring and management to have a more comprehensive understanding, in order to harmonic comprehensive management.Key words: distribution network; harmonic; characteristics; measurement; hazard; control中图分类号：F416.61文献标识码：A引言由于电力电子技术在电气设备中的广泛应用，以及其它非线性负荷的不断增加，尤其是铁路牵引变电站的增加，网络中的谐波引发的问题日益严重，已危及电力网和用电设备自身的安全和经济运行。
为此，谐波问题的分析和综合治理也日益被广泛关注。
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，提高电能质量。
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。
电气化铁路谐波分析及抑制措施作者：郭峰来源：《中国新通信》2015年第21期【摘要】电网谐波影响电力设备的正常运行，危及电力用户的用电安全。
在生产生活中，必须对电网进行谐波治理，消除或者减小谐波对电网的影响，保障电力设备的可靠运行。
如今随着电力机车的广泛应用，电力机车产生的谐波分量已经对电网造成很大的影响。
本文从电气化铁路的特点出发，对电力谐波的产生原因和抑制措施进行了分析。
【关键词】电气化铁路谐波分析谐波治理一、概述铁路运输是国家社会和经济发展的命脉，是国民经济发展的关键因素。
电气化铁路具有机组牵引力大、运行速度快、能耗低、污染小、工作环境好等特点，是我国铁路设备发展的重要方向。
电气化铁路动力电力网的正常和可靠运行是电力机车安全运行的基本保障。
随着电气化铁路的广泛应用，电力系统的高次谐波分量大量增加，使电力网络的用电质量大大降低。
电气化铁路的用电负荷是非线性的，且随着运输强度的变化而波动。
因此电气化铁路的谐波分量具有波动性和随时间变化而变化的特点。
[1]电力机车采用单相供电，在没有补偿设备的情况下，会向电力系统回馈负序分量；并且由于电力机车采用整流电路进行直流驱动，同时由于负荷的波动，往往导致电网功率因数低、谐波分量大等问题，对机车动力供电网络及其上级电网的电能质量造成严重影响，对电力系统的可靠运行造成威胁。
电气化铁路中严重的谐波干扰已经在电网运行过程中造成过较为严重的事故，所以我们必须使电气化铁路的谐波问题得到及时解决。
[2]谐波分量、负序分量、电压波动范围、三相不平衡系数和闪变影响着电气化铁路的电能质量。
其中谐波问题已经成为对电网影响最大，同时也是最为棘手的问题。
二、谐波的产生原因谐波是基波电量的整数倍分量，通常称为高次谐波。
电网中的谐波往往由多个频率的高次谐波分量组成。
电力网络的谐波来源主要包括三个方面：一是发电机等电力电源本身产生的谐波；二是电力变压器等输配电设备产生的谐波；三是直流电机或者其他用电设备产生的谐波。
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。
电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中，电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而，谐波问题却成为了影响电力系统性能的一个重要因素。
谐波的存在不仅会降低电能质量，还可能对电力设备造成损害，增加能耗，甚至影响整个电力系统的安全稳定运行。
因此，对电力系统中的谐波进行深入分析，并采取有效的治理措施，具有极其重要的意义。
一、谐波的产生谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。
在电力系统中，谐波的产生主要源于以下几个方面：1、非线性负载电力系统中的许多负载，如电力电子设备（如变频器、整流器、逆变器等）、电弧炉、荧光灯等，其电流与电压之间不是线性关系，从而导致电流发生畸变，产生谐波。
2、电力变压器变压器的铁芯饱和特性会导致磁化电流出现尖顶波形，进而产生谐波。
3、发电机由于发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称，以及铁芯的不均匀等因素，也会产生少量的谐波。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害是多方面的，主要包括以下几点：1、增加电能损耗谐波电流在电力线路中流动时，会增加线路的电阻损耗和涡流损耗，导致电能的浪费。
2、影响电力设备的正常运行谐波会使电机产生额外的转矩脉动和发热，降低电机的效率和使用寿命；对电容器来说，谐波可能导致其过电流和过电压，甚至损坏；对于变压器，谐波会增加铁芯损耗和绕组的发热。
3、干扰通信系统谐波会产生电磁干扰，影响通信设备的正常工作，导致信号失真、误码率增加等问题。
4、降低电能质量谐波会使电压和电流波形发生畸变，导致电压波动、闪变等问题，影响供电的可靠性和稳定性。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波，首先需要对其进行准确的分析和测量。
常见的谐波分析方法主要有以下几种：1、傅里叶变换这是谐波分析中最常用的方法之一。
通过对周期性信号进行傅里叶级数展开，可以得到各次谐波的幅值和相位。
2、快速傅里叶变换（FFT）FFT 是一种快速计算傅里叶变换的算法，大大提高了计算效率，适用于对大量数据的实时分析。
第17卷第4期重庆工业高等专科学校学报2002 年 11 月Vol . 17No . 4 Journal of Chongqing Polytechnic College Nov. 2002电气化铁道牵引供电系统谐波抑制浅析朱学军陈昭荣(宁夏大学机械工程系 ,银川 750021)摘要:根据电气化铁道牵引供电系统的特点,从高次谐波对电力系统造成的危害和牵引供电系统进行谐波抑制的必要性出发,介绍了谐波抑制的相关措施和发展动向。
关键词:谐波抑制;滤波器;牵引供电中图分类号: TM76文献标识码:A文章编号:1009 - 3494 (2002) 04 - 0054 - 03电气化铁道上供电系统主要由牵引变电所和牵引网两大部分组成。
它一方面按不对称方式从三相电力系统(110 kV)取得电能;另一方面,经牵引变电所降压为2715 kV或55 kV后,向接触网和电力机车供电。
随着运营能力和各类负荷的增加,作为高压单相非线性负载的电气化铁道,已成为引起电力系统谐波污染的主要谐波源之一。
因此,在目前电气化铁道牵引供电系统进行综合治理的过程中,减少负序电流的影响、抑制谐波以及有效进行无功补偿已成为研究和应用的重要技术课题;同时,这些问题的有效解决也是提高牵引供电质量,促进铁路发展的必由之路。
1 电气化铁道谐波的特点广义而言,谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频的整数倍,通常称之为高次谐波。
电气化铁道谐波具有以下特点:(1) 单相独立性。
我国铁路供电系统均采用两相供电制,但两相负荷相关性很小,通常认为两臂负荷是独立的。
(2) 随机波动性。
牵引供电系统产生的谐波电流随基波负荷剧烈波动,且范围很大。
(3) 相位广泛分布。
电气化铁道谐波向量可在复平面4个象限上广泛分布。
(4) 高压渗透性。
电气化铁道是为数不多的高压用户,其任一次谐波都通过高压系统向全网渗透,不受变压器接线方向的阻碍。
(5) 稳态奇次性。
单相整流负荷在稳态运行时只产生奇次谐波, 只在涌流中含有偶次谐波。
铁路牵引供电系统谐波谐振分析及抑制方法研究单保泉北京铁路局石家庄供电段摘要：伴随着我国经济建设的不断发展，社会对高速运输需求越来越大。
为提高铁路运输能力，缓解电气化铁路运输压力，近年来高速铁路在我国得到迅猛的发展。
研究铁路牵引供电系统的谐波和谐振特性，并针对其原理从根源上提出实用可行的谐波治理方法，对保证铁路供电系统的安全性、稳定性有重大意义，需要引起我们的重视。
基于此本文分析了铁路牵引供电系统谐波谐振分析及抑制方法。
关键词：铁路牵引供电系统；谐波谐振；抑制方法1、铁路牵引供电系统1.1铁路牵引供电系统特性铁路牵引供电系统是谐波危害的对象，牵引网是谐波传输的路径，当牵引供电系统参数满足一定条件时，相应次数的谐波便会在系统的激励下发生谐振，引起的过电压和过电流会对牵引网的稳定性以及牵引网设备产生巨大的危害。
根据既有的牵引网传输线模型，利用数学原理对阻抗和导纳矩阵进行降阶处理，得到牵引网单位长度等效阻抗和导纳，并将牵引供电系统简化为等值电路模型，最后利用模型详细地研究了谐波在牵引网的传输特性，为后续谐波抑制方法提供基础。
1.2铁路牵引供电的供电方式电力牵引供电系统分为直流制和交流制，交流制又分工频单相交流制和低频单相交流制。
我国铁路牵引供电一般采用单相工频交流制供电。
所谓单相工频交流制供电，是指采用单相双绕组主变压器的方式。
它有两种接线方式：简单单相接线和V/V 接线。
简单单相接线设备简单、经济，主变压器容量利用率高。
在我国，电力牵引供电的主要方式分为四种，即 AT(自耦变压器)、BT(吸流变压器)、直接供电、同轴电力电缆。
其供电方式原理图如下。
1-牵引变电所；2-A T自藕变压器；3-机车；4-保护线5-接触网；6-钢轨；7-正馈导线图1 A T自藕变压器供电方式1-牵引变电所；2-机车；3-接触网；4-吸流变压器；5-回流线；6-钢轨图2 BT吸流变压器供电方式1-牵引变电所；2-机车；3-接触网；4-钢轨图3 直接供电方式1-牵引变电所；2-机车；3-接触网；4-钢轨；5-同轴电缆图4 同轴电力电缆供电方式2、谐波与谐振危害2.1谐波危害谐波对电力系统的影响非常巨大，主要包括直接影响和间接影响。
