谐波、谐波电流、谐波电压三者的意义与区分

一、谐波对电能计量的影响近年来, 随着工业的发展和科技的进步, 电力系统中接入了越来越多的大容量电力设备、整流换流设备及其它非线性负荷, 这使得电力系统电压电流波形发生严重畸变。

其原理是当正弦基波电压(假设电源阻抗为零) 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, 于是发生了畸变。

畸变的电流影响电流回路中的其它电力设备和负荷, 这些设备或负荷从电力系统中吸收的畸变电流可以分解成基波和一系列的谐波电流分量。

系统中的高次谐波对仪用电压互感器和电流互感器准确进行一二次侧变换造成一定影响, 即二次侧输出的波形不能严格地和一次侧输入的波形符合从而造成误差。

另外, 由于目前系统中的电能计量装置大多数还是利用电磁感应式原理的电能表, 在这种原理下设计的电能表是按基波情况考虑的, 通过电磁感应元件来驱动机械计数装置, 把电量值记录下来。

电网中谐波的存在,使得电压电流波形发生畸变, 但感应式电能表的铁磁元件是非线性的, 磁通并不能相应地线性变化, 即感应式电能表只有同频率的, 电压和电流产生的磁通之间相互作用才能产生转矩,畸变的波形通过电磁元件之后, 磁通不能随波形对应变化, 导致转矩不能与平均功率成正比而产生误差, 从而影响电能表的测量精度。

（1）谐波对仪用互感器准确度的影响谐波对电能计量的影响首先体现在仪用互感器上, 这是因为电能计量是针对经过电压互感器和电流互感器转换的弱信号进行的, 如果在转换过程中, 被计量的电信号波形发生了变化, 那么下一步的计量再准确也失去意义。

系统中高次谐波的存在, 要求仪用互感器具有理想的频率特性, 即变比恒定, 不随频率的改变而改变。

目前系统中应用的电磁式电流或电压互感器原来只用于对基波电压和基波电流的测量, 这些互感器对于工频下的工作特性和测量误差已被确定, 其变比误差和角误差能满足工程的要求, 但如果用测量基波的互感器测量谐波, 随着谐波频率的升高, 互感器受漏阻抗和涡流的影响也越来越大, 这时, 互感器对谐波信号的变换过程中误差也要增大, 从而降低了互感器的测量精度。

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。

????家用电器。

电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等，因具有调压整流装置，会产生较深的奇次谐波。

在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中，因不平衡电流的变化也能使波形改变。

这些家用电器虽然功率较小，但数量巨大，也是谐波的主要来源之一。

什么是谐波？"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。

供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。

谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1）称为谐波次数。

电网中有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波（Non-harmonics）或分数谐波。

谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。

电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其频率范围一般为2≤n≤40一、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，从而产生谐波。

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I区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、1 4，6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为lOOHz，3次谐波则是150Hz。

供电系统中的谐波概述详解概述来源“谐波”一词起源于声学。

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。

定义谐波 (harmonic wave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。

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，这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。

正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。

谐波产生的原因主要有：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。

主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。

泛音是物理学上的谐波，但次数的定义稍许有些不同，基波频率2倍的音频称之为一次泛音，基波频率3倍的音频称之为二次泛音，以此类推。

傅里叶级数法国数学家傅里叶在1807年就写成关于热传导的基本论文《热的传播》，向巴黎科学院呈交，但经拉格朗日、拉普拉斯和勒让德审阅后被科学院拒绝，1811年又提交了经修改的论文，该文获科学院大奖，却未正式发表。

傅里叶在论文中推导出著名的热传导方程，并在求解该方程时发现解函数可以由三角函数构成的级数形式表示，从而提出任一函数都可以展成三角函数的无穷级数。

傅立叶级数（即三角级数）、傅立叶分析等理论均由此创始。

1822年，傅里叶出版了专著《热的解析理论》（Theorieanalytique de la Chaleur ，Didot ，Paris，1822）。

这部经典著作将欧拉、伯努利等人在一些特殊情形下应用的三角级数方法发展成内容丰富的一般理论，三角级数后来就以傅立叶的名字命名。

浅谈电力谐波对电能计量影响【摘要】文章首先介绍了电能计量受谐波的影响机理，详细分析估算谐波功率，最后探讨电能计量受电能计量装置的影响。

【关键词】谐波；电能计量；谐波功率；影响引言谐波对电能计量的准确性和合理性有极大的影响。

采用分别计量基波电能和谐波电能，记录谐波电能方向的计量方式是比较合理的。

研究谐波对电能计量的影响，检验在谐波情况下电能计量是否依然准确、合理以及找到一种对供、用双方都合理的计量方式具有重要的现实意义。

1.电能计量受谐波的影响机理电能计量受电力谐波的影响表现为：电力谐波有功功率不等于零与计量装置相应谐波功率。

电能计量也受到CVT（电容式电压互感器）频响性质影响。

因此，电能计量受谐波的影响研究可从电能设备的频率性质与评估谐波功率入手。

1.1 谐波源负荷功率在公用电网中，谐波源用户的谐波电能相对独立，和其他用户无太多关系，仅与供电网络、谐波源自身性质相关。

因此，本文以系统谐波源用户唯一为系统假定现实，在用户接入前，谐波源的供电母线电压应为标准正弦波，图1、图 2 为供电系统和其等值图。

图中，电网向谐波源用户供给的功率为P，实际的谐波源用户的有功功率消耗为，P1谐波有功功率的转化耗费的基波有功功率为P2 。

那么，P=P1+P2为电网向谐波源用户供给的基波总有功功率，另外，将P2转化为Ph 注入电网。

设定流入母线的功率为“﹣”，流出母线为“﹢”。

母线接受谐波源电流，电网等值阻抗为负载，流入母线的功率即为负。

P1+P2+Ph为总的谐波源负荷功率，值小于P1+P2。

因电网会受到Ph谐波功率损害，因此，在电网受到谐波源用户污染时，电量也可能被少计。

式中，电网受谐波源的h 次谐波电流注入为Ih，母线上的谐波源出现的h 次相电压（谐波电压）为Uh，公用电网与谐波源用户相连接位置的谐波等值电阻为Th，谐波电流与谐波电压的夹角为，取值为90° -180°。

用户1 用户n 谐波源用户用户1 用户n 谐波源用户图l典型供电系统图图2供电系统等值图表1h h2 17 30 5 9.0 123 16 20 6 3.0 104 6 15 7 4.5 81.2 非谐波源用户功率分析因为存在母线谐波电压，那么+为非谐波源用户功率，且。

什么是谐波?谐波的危害一、谐波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。

ﻫ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。

ﻫ谐波研究的意义,道德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。

谐波电压和谐波电流谐波电压和谐波电流是电力系统中常见的现象，它们对电力设备和电网运行产生了很大的影响。

本文将从谐波的定义、产生原因、对电力系统的影响以及谐波的控制方法等方面进行论述。

我们来了解一下什么是谐波。

谐波是指频率是基波频率整数倍的电压或电流成分。

在电力系统中，基波频率一般为50Hz或60Hz，那么谐波频率就是50Hz或60Hz的整数倍。

谐波电压和谐波电流的产生主要源于非线性负载，如电弧炉、变频器、电子设备等。

这些非线性负载会引起电压和电流的畸变，产生谐波成分。

谐波电压和谐波电流对电力系统的影响是多方面的。

首先，谐波会导致电力设备的损坏。

谐波电流会使变压器、电动机等设备产生热损耗，加速设备老化，降低设备的可靠性和使用寿命。

其次，谐波还会引起电力系统的电磁干扰。

谐波电流会使仪表计量误差增大，影响电能计量的准确性。

此外，谐波还会导致电力系统的电压波动增大，造成电压不稳定，影响电力质量。

最后，谐波还会产生电磁辐射，对周围环境和其他电子设备产生干扰。

为了控制谐波的影响，我们可以采取以下几种方法。

首先，可以采用滤波器来抑制谐波。

滤波器是一种能够选择性地通过或阻断特定频段信号的电路。

通过合理配置滤波器，可以有效地抑制谐波电压和电流的传播和扩散。

其次，可以采取谐波抑制器来降低谐波。

谐波抑制器是一种能够产生与谐波相位相反的谐波电流，通过与谐波电流叠加抵消谐波的方法来降低谐波水平。

再次，可以采用合适的电力设备来减少谐波的产生。

例如，使用低谐波的电动机、变压器等设备，可以有效地降低谐波水平。

最后，可以通过合理的电网规划和设计来避免谐波问题。

例如，合理配置电力设备的容量和数量，减少电网的负荷率，可以降低谐波的产生和传播。

总结起来，谐波电压和谐波电流是电力系统中常见的问题，会对电力设备和电网运行产生不利影响。

为了降低谐波的影响，我们可以通过滤波器、谐波抑制器、合适的电力设备和合理的电网规划等方式来控制谐波。

这样可以保证电力系统的正常运行，提高电力质量，减少设备损坏和电磁干扰，确保电能计量的准确性，同时也保护了环境和其他电子设备的安全和稳定性。

电 能 质 量 评 估 规 范曹根发南京供电公司，南京市中山路251号，210008Power quality technology assessment specificationCao GenfaNanjing PowerABSTRACT:This paper expands the methods and specifications to assess the supply power quality，at the same time, the key points which should be paid attention to when assessing the sensitive or pollutive consumers. At the end, the methods how to calculate and analyze and the conception of expert software are explained.KEY WORD:assessment specification; national standards; sensitive consumer; pollutive consumer; expert software摘要：本文主要介绍供电电能质量评估方法和规则，对敏感用户及污染源用户评估时的注意事项，并介绍了相应的计算和分析以及对专家分析软件的构思。

关键词：评估规范；国标、导则;敏感用户；污染源用户；专家软件1目的和意义随着改革开放的深入和市场经济的发展, 电力已完全商品化了，电能质量是这个商品的重要技术指标。

它涉及到发、供、用三方面的利益。

高品质的电能质量，对保证电网和用户电器具的安全经济运行、各种产业的正常生产、产品的质量以及提高人民生活水平都具有非常重要的意义。

电能是一种特殊商品，不能储存，而由发、供、用三方同时组成，并由用电量决定发电量与供电量。

轰蚕弘裂副m m电网谐波的危害及抑制技术的综述李少坤(广东电网揭阳普宁供电局广东普宁515341)[摘要】公用电网中的谐波(即谐波电流和谐波电压)，是对电网环境非常严重的污染这就要求电力监控设备能够及时准确地对电网谐波分量进行监测。

主要运用文献资料法，查阅人量有关资料．分析电网谐波的危害，总结了电网谐波的抑制技术，希望对电嘲谐波能进一步进行治理．[关键词]电网谐波危害抑制技术中田分类号：TM7文献标识码：A文章编号l1671--7597(2008)1120014--01一、对电用蕾破的认识供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电嘲基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量．这部分称为电网谐波。

谐波频率l孑基波频率的比值(n=f n／f1)称为谐波次数。

电嘲中有时也存在非整数倍次数，称为非谐波或分数谐波。

谐波实际上是一种干扰量，使电网受到污染。

[1J电力系统中存着各种各样谐波源(谐波源是指向公用电网注入谐波电流或公用电网中产生谐波电压电气设备)，特别是变流装置等设备。

高频谐波电流常常会产乍意想不到的问题：会使变压器、电缆和其它电力元件产生附加热损耗；造成控制、保护和测量系统的功能异常，通信和数据网络也因此受到谐波干扰。

应该注意，电力系统所指的谐波是稳态的工频整数倍数的波形．电嘲暂态变化诸如涌流、各种干扰或故障引起的过压、欠压均不属谐波范畴。

电网谐波分析需要采集的数据包括三相线路的电压、电流共6个量(对于每条输电线路)。

在以往的开发过程中采用M A X l97进行数据采集。

我囊}l登■明蕾蕾■日肿l锵●●■■■●压鲁醴f-懈鲁膏●嘲oi函ImIW(IrJ㈣■诜融‘O●‘Ot4们必须把电嘲中的电压总谐波畸变率及各次谐波含有率控制在有效的范围内，保证供电质量，使接入电网中用户的各种用电器免受谐波危害，保持正常工作。

限制谐波注入电网的谐波电压，防止其对发供电设备的影响．保证电网的安全经济运行。