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电能质量的谐波测量与分析

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收稿日期:2003-01-09作者简介:邵建昂(1968-),男,浙江金华人,硕士,主要从事电力电子在电力系统中的应用。

电能质量的谐波测量与分析邵建昂　吴为麟(浙江大学电气工程学院,杭州310027)摘　要:通过工厂用电的具体案例分析了电能谐波的产生及其危害,介绍了电能谐波的实用测量方法;并对抑制谐波的有效方法进行了探讨。

关键词:电能质量;谐波测量;谐波抑制中图分类号:T M71 文献标识码:A 文章编号:1004-3950(2003)01-0022-04The pow er harmonics measuring and analyzingSHAO Jian 2ang ,WU Wei 2lin(C ollege of E lectrical Engineering Zhejiang University ,Hangzhou 310027,China )Abstract :The paper analyzes the cause and danger of power harm onics ,and introduces the practical measure method of power harm onics.The paper als o discusses how to reduce the power harm onics.K ey w ords :power quality ;harm onic measuring ;harm onic limit1　引　言电能是用途最广的能源之一,而电能质量与国民经济的各个部门和人民日常生活有着密切的关系和重要意义。

所谓电能质量,是指将发电厂发出的电能,看作一种商品,从而对它的各种技术指标做出规定,以判断其是否合格。

在理想的交流供电系统中,三相交流电压是平衡的,电压和电流的波形呈正弦波无畸变状态。

电能的质量,通常以供电电压的频率、偏移、波动、闪变、间断、塌陷、尖降、谐波畸变、三相不平衡度和高频干扰等项指标来表征。

电能作为一种商品,具有它本身的特殊性,电能的生产和消费必须同时进行,且电能的生产、传输和使用设备必须紧密地连接在同一电网上。

因此,作为电力部门的产品———电能的质量,不仅取决于发电、输电和供电系统本身,而且与成千上万的电力用户有关。

要保证公用电网中电能的质量,必须由电力生产部门和接入电网中的广大电力用户来共同努力。

电力系统谐波是重要的电能质量指标之一。

当电力系统中谐波含量达到一定程度时,将对电力设备带来严重危害,影响电力系统的正常运行。

本文分析谐波产生的原因,造成的影响以及解决的方法,为提高用户的用电质量提供整改的第一手资料。

2　谐波产生的原因和影响按国标规定,谐波是指对周期性交流进行傅立叶级数分解后得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量[3]。

谐波产生的根本原因是非线性负载如高压直流输电系统、变频器、可控整流器、电弧炉、电动机车等的应用,造成电网中的谐波污染、三相电压的不对称性以及电压波动和闪变日趋严重。

同时,由于上述负荷的存在,使得电力系统中的供电电压即便是正弦波形,其电流波形也将偏离正弦波形而发生畸变。

因为非线性负载只在输入电压被控制的部分吸取电流,虽然这样可以很好地提高效率,但却会在负载电流中引起谐波。

当非正弦波形的电流在供电系统中传输时,将迫使沿途电压下降,其电压波形也将受其影响而产生不同程度的畸变。

这种电能质量的下降会给电力系统和用电设备带来严重的危害。

电网中谐波含量的增加,将导致电气设备的寿命缩短,网损加大,系统发生谐波谐振的可能性增加,严重时会造成危险的过电压、过电流。

同时还可能引起继电保护和自动装置误动作、仪表指示和电度计量不准、使通信系统受干扰等一系列问题。

杭州某工厂曾经多次发生功率因数补偿电容器烧坏的事故,造成局部停电,只有更换新的电容器。

他们通过检测电容器的温度,若发现有某支路的电容器温度偏高,采取该支路停电休整的方法来缓解。

这给设备的运行维护带来很大的不便,不仅影响了工厂的正常运行,而且给工厂的用电设备带来严重危害。

另外,该工厂的网络通讯经常发生不能正常工作的现象。

我们怀疑这些现象是由电能谐波引起的,因此,我们对该厂的用电状况进行了检测。

3　谐波的测量从理论上讲,谐波测量通常是利用谐波分析的方法求出信号的各次谐波(电压或电流)的幅值和相角,然后由相应公式可以方便地求出总谐波畸变率(DFU)、谐波功率(Ph)、谐波阻抗(Zh)等值。

对于不同的谐波,有着不同的分析方法。

对于稳态谐波通常采用FFT算法、FHT算法以及离散W变换等;对于暂态谐波,则有改进的FFT分析及小波变换等。

在实际测量过程中,我们运用LE M公司的钳形功率谐波分析仪ANA LY ST2060和TEK TRONIX 公司的数字式示波器T D210,对工厂的各个变压器的出线口、配电柜的各低压电容器支路、主要整流设备馈线支路和典型用户支路等40多个测试点,进行了电压和电流波形的测量、记录和保存。

用示波器测量电流时,我们采用高精度的采样电阻,先与计量用电流互感器的二次侧表计并联,然后断开电流表;测完后,先接回电流表,再拆下采样电阻。

首先,我们对工厂的用电负载的类型进行分类:变频调速电机类、普通电机类、计算机类、照明类等。

众多的开关电源和变频调速负载是谐波的产生源。

其次,检查给这些负载供电的变压器,看其容量是否有足够的裕量、散热状况是否良好、温度是否过高。

然后,测量并记录变压器二次侧每相的电流以及中线电流。

最后,对低压配电柜的各支路电流进行测量并记录。

4　工厂用电状况分析如果我们测得的是有效值,可以做这样的分析,将测量的中线电流和计算的不平衡电流数值比较(中线电流是相电流的矢量和;如果相电流的幅度和相位平衡,中线电流应该为零),如果中线电流比计算的值高,那么就很可能有三次谐波存在。

我们所用的示波器和功率谐波分析仪都是有数据采集和通讯功能的,我们把测量的电压电流波形,通过相应的分析软件,可以直接得到各次谐波分量的有效值及其占总有效值的百分比。

该厂3号厂用变压器是给封箱输送线、4号包装机和4号卷包机供电的,另外还有一路补偿电容支路。

下面以它的各个测量数据进行分析。

封箱输送线的一相电流(由谐波分析仪所测),如图1;4号包装机的一相电流,如图2;4号卷包机相电流波形与封箱输送线的相电流波形相似,这里不再给出。

很明显,它们的电流波形畸变严重,用Winlog软件分析,它们相应的谐波成分见图3和图4。

我们可以清楚地看到其各次谐波的所占的比例。

这些负载都是由变频器来控制调速电机转速的,此类非线性负载正是产生谐波的谐波源。

3号厂用变压器N线电流波形,见图5,其谐波成分见图6;相电流波形(数字示波器所测),见图7,其谐波成分用Wavestar软件分析,见图8,谐波的存在是显而易见的。

图1　封箱输送线的相电流图2　4号包装机相电流图3　封箱输送线相电流谐波图4　包装机相电流谐波图5　3号厂用变压器N线电流图6　3号厂用变压器N 线电流谐波图7　3号厂用变压器主电流图8　3号厂用变压器主电流谐波5　谐波的抑制目前,抑制谐波的常用方法是在接近谐波源负荷的变压器低压侧装设L 2C 无源或有源谐波滤波器,为保证滤波器的安全、有效运行,必须完善与之配套的二次设备。

安装无源谐波滤波器的投资比较少,其控制也相对比较简单,需要人工操作。

补偿固定频率的谐波可在电容补偿装置中加装参数正确的串联电抗器。

常用滤波器有一阶单调滤波器和二阶高通滤波器(见图9)。

针对这两种滤波器,应有不同的参数输入和计算流程。

有源滤波器的功能比较齐全,其结构是:靠近源侧连接一并联逆变器,靠近负荷侧连接一串联逆变器,两逆变器通过公共的直流电容结合在一起。

串联部分的功能为补偿各种干扰,并联部分的功能为有源滤波、动态补偿无功、为直流电容提供能量等。

当在直流侧并联能量储存装置时,还能使负载不受瞬时停电的干扰。

整个电路的三个主要组成部分为检测电路、控制电路、PW M 形成及驱动电路,如图10所示。

图9　滤波器示意图10　主电路的简化 针对各个工厂的实际情况和存在的问题,可以提出相应的整改方案:如果仅有比较清晰几种谐波分量(如3,5,7次),可以采用补偿固定频率的单调滤波器和高通滤波器的方法,如果谐波分量比较复杂,应该配置电能质量控制器(有源滤波器)为宜。

6　结语电能谐波是电能质量的一个很重要的标志之一;由于现代电力电子的快速发展,非线性负载的比重越来越大,这些谐波源对电网的污染日趋严重。

我们认为从最根本的底层做起,对谐波源就近进行抑制,是一种较为有效的办法。

我们这种做法值得广大的电力用户借鉴,既可以保证用户本身的正常运行和设备的安全,又能提高电网运行的安全可靠性。

参考文献:[1]　ZH AO Jian feng,J I ANG Ping,LI Naihu,et al.S tudy ofpower quality com pensators in power system[A].P owerE lectronics and Drive Systems,1999[C].Proceedings ofthe IEEE1999International C on ference on Published:1999,2:1163-1167.[2]　Alves M F,Fernandes D E B.Development of an auto2mated power quality management system[A].T ransmis2sion and Distribution C on ference[C].1999IEEE Pub2 lished,1999,2:579-584.[3]　G B/T14549-93,公用电网谐波[S].[4]　陈志业,尹华丽.电能质量及其治理新技术[J].电网技术,2002,7.[5]　潘震东.电能质量污染的对策[J].电网技术,2002,6.[6]　卓　放.有源电子滤波器技术的发展与电能质量的提高[J].电工技术杂志,2002,6.∞∞∞∞∞报　道应用太阳能净化太原空气见成效太原市空气污染一度比较严重,但自2002年以来,该市实施蓝天工程,全市共新增太阳能集中供热面积410万m2,取代市区分散的采暖锅炉150台。

与此同时,政府部门还鼓励企业和个人推广使用清洁能源,在2002年查禁燃煤锅炉的基础上,全面推行煤气、电、油及太阳能等清洁能源,建设了一批清洁能源区。

太原市把工业污染企业的达标升级作为环保工作重点,列入考核的1909个,企业目前已有1908个达标,其中治理达标1012个,896个污染严重的企业被关闭或自然停产。

山西省环境监测总站的数据表明,到2003年初,太原市大气中可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮的平均浓度分别比2002年同期下降25%、38%和30%,污染指数则由2002年初的8.03下降到5.04,下降幅度为32.8%,200多万太原市民如今又看到久违的蓝天、白云,呼吸到新鲜空气。

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电力系统中谐波分析与治理

电力系统中谐波分析与治理

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质量的一个不容忽视的因素。

谐波不仅会导致电力设备的损坏，还会增加电能损耗，降低电力系统的可靠性。

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，具有十分重要的意义。

一、谐波的产生要理解谐波，首先需要了解它的产生原因。

谐波主要来源于电力系统中的非线性负载。

常见的非线性负载包括各种电力电子设备，如变频器、整流器、逆变器等，以及电弧炉、荧光灯等。

以变频器为例，它通过对电源进行快速的通断控制来实现对电机转速的调节。

在这个过程中，电流和电压的波形不再是标准的正弦波，而是包含了各种频率的谐波成分。

整流器在将交流电转换为直流电的过程中，由于其工作特性，也会产生谐波。

同样，电弧炉在工作时，电弧的不稳定燃烧会导致电流的剧烈变化，从而产生谐波。

二、谐波的危害谐波的存在给电力系统带来了诸多危害。

对电力设备而言，谐波会使变压器、电动机等设备产生额外的损耗，导致设备发热增加，缩短使用寿命。

对于电容器来说，谐波电流可能会使其过载甚至损坏。

在电能质量方面，谐波会导致电压和电流波形的畸变，使电能质量下降，影响用电设备的正常运行。

例如，对于计算机等精密电子设备，谐波可能会引起数据丢失、误操作等问题。

此外，谐波还会增加电力系统的无功功率，降低功率因数，从而增加线路损耗和电能浪费。

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。

目前，常用的谐波分析方法主要有傅里叶变换、小波变换和瞬时无功功率理论等。

傅里叶变换是谐波分析中最常用的方法之一。

它可以将一个复杂的周期性信号分解为不同频率的正弦波分量，从而得到各次谐波的幅值和相位信息。

然而，傅里叶变换在处理非平稳信号时存在一定的局限性。

小波变换则能够很好地处理非平稳信号，它通过对信号进行多尺度分析，可以更准确地捕捉到信号在不同时间和频率上的特征。

电能质量及谐波治理的分析

电能质量及谐波治理的分析


何源鑫
厦门电业局
严 重时 以致 无法 正常 稳定 的工作 ， 或 因参数 波动 较 大 ， 影 响 【 摘 要ｌ近几年来， 随着国民经济的快速发展对供电企业的电 作状 态 ，
正常使用 。 为了 减 少电解整 流装 置及 变频器产生 的谐 波对 电网的污染， 需对 于配 电 （ 二） 谐 波电流 能对 继 电保 护装 置产生干扰 ， 甚 至造 成保护 装置误 网谐波 所产生 的主要 的原因进行分析与治理 ， 不但可 以有效 的降低 供 电 动作 。 因为控制 设备 的工作电压 和电流 通常都 是按 照工业频率 和正 弦 线路的电能损耗， 还能有效的增加了电力设备的使用寿命。 波形 设计 的 ， 能 承受的 不稳 定 电流有 限 ， 谐 波会 使正 常工作条 件受 到 【 关键 词 ｌ电能质量 ； 原因； 危害； 治理 干扰 ， 严重时将造成误动或拒动， 而引起和扩大事故。 同时， 谐波还 可 以使 电能的 生 产、 传输 和 利 用率 降低 ， 使 电气设 备 过热 、 产生 振 动 引言 和 噪声 ， 并 使 绝缘 老化 ， 使用寿 命缩 短 ， 甚至 发生 故障 或烧 毁 。 电能质 量就 是供 电 电压 特性 ， 即关 系到用 电设 备工作 （ 或运 行） （ 三） 在 无功 补偿 电容 与电力系统 中的电感 ， 电缆 和架 空混 合线 路 居 民用 户和 工业 用 户） 的线 路构 成了局 部 电感 、 电 的供电电压和电流各种指标偏离理想值 （ 额定值或标称值） 的程度。 以 及 用电性 质复 杂（ 它们 的组 合有时 会对某 次 谐 波电流 起 到放 大 作用 ， 加 剧 了谐 电能 质量的 指标 包括 ： 电压 偏差 、 频率 偏差 、 谐波 、 电压波 动和 闪变、 容 回路 ， 三 相 电压 不 平衡 度 、 暂时 过 电压 和瞬 态过 电压 、 电压 暂 降 、 波形缺口 波危害。 当它们构成的局部谐波回路的频率与系统中存在的某次谐波 就会造成 危 险的过 电流 和过 电压 。 等， 理 想 的电能 质量是 频率 为５ ０ Ｈｚ 、 三相平 衡 、 电压 电流波 形为 单一 频 率相 近时 ， 频 率的正 弦波 。 （ 四） 谐波电流影响测量仪表的精度， 造成 电能计量误差。 同时干 １ ． 谐波产生的原因分析 扰 通信 线路 的正 常工作 ， 引起测 量仪 表 动作 产生错 误 ， 使电能 计 量 出 电 网谐 波来 自于三个方 面 ： 一 是发 电源 质量 不 高产 生谐 波 ； 二 是 现 混乱 。 输配电系统产生谐波； 三是用电设备产生谐波。 其中用电设备产生的 ４ 对谐波的综合治理 谐 波最 多。 卜－ ） 定期进行谐波检测。 配电网主管部门要定期组织专业技术人 并做出正确测量和科学的记录、 统 谐波产生的根本原因是 由于电力系统中某些设备和负荷的非线 员定期对所辖电网进行系统分析， 性特性 ， 使所加的电压与电流不成线性关系而造成的波形畸变。 引起 计， 以确定谐波源的具体位置和产生的原因。 在配电网谐波产生起伏 波形畸变的谐波源是多种多样的， 例如各种非线性元件， 包括大容量 较大 的地方 ， 可设 置长期 观 察点， 收 集可靠 的数据 。 的晶闸管换流装置、 硅整流器及电弧炉等非线性负载， 数量众多的家 （ 二） 应 用无源 滤波 装 置 。 当前 ， 在 国 内对配 电网中无 源滤 波 装 置 用电器等等。 另外 电力系统不对称运行和不对称故障以及电弧的非 是应用最为有效的谐波治理措施之一。 无源滤波装置具有成本低、 技 线性 特性 等 等 ， 均 可 引起 高次 谐 波 。 针 对厦 门同安地 区 主要是 以下 电 术成熟、 补偿无功等优点， 其利用电感、 电容等元件的谐振特性， 在 力设备 产生谐 波污 染 ： 阻抗 分 流 回路 中形成低 阻抗 支路 ， 从而 减 小流 向电 网的谐 波电流 。 但 （ １ ） 晶闸管整流设备。 由于晶闸管整流在电力机车、 铝电解槽、 是在实际应用中， 要注意控制滤波补偿的负载参数， 以防止滤波特性 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 的改 变 。 我 司ｌ ｌ Ｏ ＫＶ变 电站 就 是 采用成 熟的 ３ ５ ＫＶ 级 无源 滤波 装 置 ， 成了大 量的谐 波 。 在３ ５ ｋ Ｖ侧 Ｉ 、 Ⅱ 段母 线 各上一套ＴＢ Ｂ Ｃ — Ｌ 一 ３ ５ 的固定 滤波 补 偿装 置 ； （ ２ ） 变频装置常用于风机、 水泵、 电梯等设备中， 由于采用了相 该 装 置集 电 网谐 波 滤 波 、 无功 补 偿于 一 体 ， 可 以 滤除 电网谐 波 同时 位控 制 ， 谐波 成 分很 复杂 ， 除含 有整 数次 谐波 外 ， 还含 有分 数 次谐 波 ， 补偿电网中的无功功率。 每套无源滤波装置５ 次、 ７ 次、 ｌ １ 次兼高通滤 这类 装 置的功 率一 般较大 ， 随 着 变频调 速的发 展 ， 对电 网注 入 的谐 波 波 支路 的 安装 容量 分 别为 ３ ６ ０ ０ ｋ ｖ ａ ｒ 、 ３ ０ ０ ０ ｋ ｖ ａ ｒ 、 ４ ８ ０ ０ ｋ ｖ ａ ｒ ， 总安 装 也不 容忽视 。 容量１ １ ４ ０ ０ ｋ ｖ ａ ｒ ， 其中基波补偿容量为８ ０ ９ ２ ｋ ｖ ａ ｒ ｌ 则主变无功补偿量 （ ３ ） 电弧炉、 电石炉。 由于加热原料时电炉的三相电极很难同时 ２ ＊ ８ ０ ９ ２ ｋ ｖ ａ ｒ ， 余下 １ ３ ． １ ３ ６ Ｍｖ ａ ｒ 的 无功 功率 分别 在 低压 变 、 配 电室 就 接触到高低不平的炉料， 使得燃烧不稳定， 引起三相负荷不平衡，产 地 补偿 ， 使 功率 因数达 到Ｏ ． ９ ５ 。 生谐 波 电流 ， 经变压 器的三角形 连接 线 圈而 注入 电网。 （ 三） 对于 电容 器进 行改 造 。 由于 当配电 网频率 增加 时 ， 电容 性电 （ ４ ） 旋 转 电动 机 。 交 流 电动 机 磁场 的 磁路 是 由定子 磁 轭 、 定予 抗 会随 之减 少 的特性 。 电容 器对供 电电压的谐 波分 量特 别 敏感 ， 即 齿与 空气 隙等组 成 的 闭合 回路 。 当铁 心未 饱 和时 ， 可 认为 时磁 通势 是 相 对较 小比 例的 谐 波电 压 可以 引起 很大 的 电流 流 入 电容 回路 。 如 果 集 中在 两个空 气隙 。 若空 气隙 是均 匀的 ， 则 磁通 势也 是沿 定 、 转 子 表 电容器组或电力系统所连接的电抗的自 然频率接近与一个特定的谐 面均 匀分布 而不 是正 弦 分布 ， 将 它分 解 可得谐 波分 量 ， 在 电压 、 电流 波 ， 就 会发生 局部 谐振 。 因此 ， 在 配电 网中电流 增 高时， 可以 采用以下 中会 由相应 分量 产生 。 的方法： 有源电力滤波器； 混和滤波器； 并联谐波滤波器或谐波抑制 （ ５ ） 开 关模 式 电源 （ Ｓ ＭＰ Ｓ ） 。 现代 大 多数 的电子设 备都 使 用开 电抗器 。 关模 式电源 ， 其 特点 是它 不能从 电网中汲 取连 续 的电流 ， 而 只能汲 取 （ 四） 降低电流波形。 在配电网谐波的综合治理中， 虽然滤波电路 脉 冲 电流 ， 此 脉冲 电流含 有大量 ３ 次及 高次谐 波分 量 。 可以有效的抑制电流的干扰， 但是对于解决电流波形 出现畸变现象 ２ ， 同． 翔两 区谐波 现 状 仍然存在一定的技术漏洞。 在配电网谐波治理中必须通过有效的措 目前同安地区电网的工业负荷类型较复杂多样， 包括水泥生产企 施降低电流波形， 使其不产生畸变， 进而达到科学减少电流谐波含量 业、 机械加工行业、 造纸行业、 饮料造酒行业、 陶瓷加工企业、 金属加 的效 果 。 工企业等； 翔安地区电网的工业负荷主要有钢铁电子 纺织化工厂 ５ 结 束语 冶金 铸造 汽 车焊 机 行企 业 等。 这些 企 业中均 大量 使用 各种 电机 、 以上所述， 主要对于谐波是影响配电网整体供电质量的关键性 中频 炉、 电弧炉 、 整 流 逆变 装置 、 电 弧炉 、 中频炉 、 开 关器 件等 电力 电 因素 。 因此 ， 我们 在配 电网 的管 理 和检 测 当中， 供 电企 业要 求各 级 电 气 器件， 这些 设备在 运行 过程 中产生 大量 的谐 波注 入 电网， 对 电网造 力主管部门要全面提高 电网谐波的预防与治理工作， 降低谐波的含 成严 重的谐 波污 染， 导 致了较大 的安 全隐患 。 量， 防止配 电系统 的电压和 电流 出现 畸变 ， 从而 产生谐 波 。 ３ ， 谐 波的 危害 性有 以下几点 （ 一） 由于 谐波 电流 的不稳 定性 ， 在 工业 生 产中和 电机旋 转 磁场相 参考文献 互作用 产生 的 不稳 定 脉 动转 矩 会 造成 电机 的 震 动， 当电 机的 机 械 系 ［ ｆ 】 张 振 飞． 新 型 谐 波 电流 预 测 技 术研 究【 Ｊ 】 ． 呼 伦 贝 尔 学 院 学 统 的 自然 频率 在 受 到上 述 转矩 的激 发而 可 能 引起 共 振 时 ， 则会 损坏 报 ， ２ ０ ０ ６ ， （ ９ ） ． 电机设备， 更有甚者会危及人身安全。 对电子线路设备造成不稳定工 ［ ２ 】 罗安 ． 电力系统谐 波及 其抑 制［ Ｊ 】 ． 电气传 动 ， ２ ０ ０ ７ ， （ ２ ） 网建�
毕业论文《电力系统谐波的检测》

毕业论文《电力系统谐波的检测》

摘要随着电力系统的发展以及电力市场的开放，电能质量问题越来越引起广泛关注。

由于各种非线性负载(谐波源)应用普及，产生的谐波对电网的污染日益严重。

谐波是目前电力系统中最普遍现象，是电能质量的主要指标。

电力系统谐波是电能质量的重要参数之一，随着电力电子技术的发展，大量的非线性负载和各种整流设备被广泛的应用于各行各业，使电网谐波含量大大增加，电能质量下降。

谐波给供电众业的安全运行和经济效益带来了巨大影响。

所以，抑制谐波污染、改善供电质量成为迫切需要解决的问题。

因此，谐波及其抑制技术己成为国内外广泛关注的课题。

对电力系统谐波的治理，需要电力部门和用户共同参与。

一方面，用户需要电力部门公共电网电能质量能确保用户正常生产用电；另一方面，电力部门也要求用户的生产用电不影响公共电网的正常供电，特别是对于一些会对公必电网电能质量造成睡大影响的大型用户，从源头上进行电能质量的治理是必须的。

本文介绍了谐波的概念、检测及危害，详细介绍了谐波产生的来源于，电力系统中的谐波来自电气设备。

也就是说来自发电设备和用电设备。

同时介绍了谐波的危害，包括对电网运行和用电设备的危害，还包括对继电保护和自动装置的影响。

为了有效补偿负荷产生谐波电流，首先对谐波的成分有精确认识，因而需要实时检测负载电流中的谐波。

本文着重介绍了基于三相电路瞬时无功功率理论的谐波测量的理论。

进而研究了电力系统谐波的抑制措施，消除或抑制谐波的对策,可以有效地减小谐波对电网的影响，以消除和防止谐波的影响。

关键词：电力系统谐波；危害；p、q检测方法,；ip、iq检测方法目录摘要 (I)目录 (I)第1章绪论 (3)1.1 谐波的提出及意义 (3)1.2国内外研究状况及进展 (4)1.2.1国外研究现状 (4)1.2.2国内研究现状 (6)1.3本文主要研究的内容 (7)第2章电力系统谐波的分析 (8)2.1 谐波的基本概念 (8)2.1.1 谐波的定义 (8)2.1.2 电力系统谐波的表达式 (8)2.1.3 电力系统谐波的标准 (9)2.2 电力系统谐波的产生 (10)2.3 电力系统谐波的危害 (12)2.3.1 对电机的危害 (12)2.3.2对变压器的危害 (12)2.3.3 对线路的危害 (13)2.3.4 对电容器的影响 (13)2.3.4 对继电保护、自动装置工作的影响 (14)2.3.5 对其通信系统的影响 (14)2.4 本章小结 (14)第3章电力系统谐波的检测 (16)3.1谐波检测的几种方法比较 (16)3.2基于三相电路瞬时无功功率理论的谐波测量 (18)3.2.1 瞬时有功功率和瞬时无功功率 (18)3.2.2 瞬时有功电流和瞬时无功电流 (20)3.2.3 基于瞬时无功功率的p、q检测方法 (21)3.2.4 基于瞬时无功功率的ip、iq检测法 (22)3.2.5 检测示例 (24)3.3本章小结 (26)结论 (27)参考文献 (28)附录1 (29)附录2 (32)致谢 (337)燕山大学毕业论文评审意见表 (38)个人简介 (40)第1章绪论1.1 谐波的提出及意义“谐波”一词起源于声学。

电力系统谐波基本分析方法抑制方法

电力系统谐波基本分析方法抑制方法

电力系统谐波基本分析方法抑制方法電力系統諧波----基本原理、分析方法、抑制方法【摘要】变频器在工业生产中无可比拟的优越性，使越来越多的系统和装置采用变频器驱动方案，而且采用变频器驱动电动机系统因其节能效果明显，调节方便维护简单，网络化等优点，而被越来越多应用，但它非线性，冲击性用电工作方式，带来干扰问题亦倍受关注。

一台变频器来讲，它输入端和输出端都会产生高次谐波，输入端谐波会输入电源线对公用电网产生影响。

本文从变频器产生的谐波原理、谐波测试分析方法，谐波的抑制方法方面进行探讨。

【关键词】电力系统，变频器，谐波分析，谐波抑制。

【引言】谐波存在于电力系统已经很多年了，但是，近年来，随着技术的发展成熟，越来越多的设备系统为提高可靠性和效率广泛采用电力电子变频器，而且电力公司为降低设备所需的额定值以及线路损耗和电压降落，强制要求电力用户提高其自身的功率因数，而电力用户及工厂端改善功率因数的方法是使用功率因数补偿器—电容模组，这两种情况的出现，使得电力系统的谐波问题变得更加严重。

电力用户和工厂端普遍使用的变速传动和电力电子设备是产生这一现象的根源，而这些设备与功率因数校正电容模组之间的相互作用导致了电压和电流的放大效应；半导体电子工业的迅猛发展也导致了大批精密设备的诞生，与过去粗笨的设备相比，这些设备对电力公司供给的电能质量更加敏感，但同时也导致交流电流和电压稳态波形的畸变。

而为了得到可靠清洁的电力能源，人们必须面对电流和电压畸变的问题，而电流和电压的畸变的主要形式是谐波畸变。

【正文】1、变频器谐波产生从结构来看，变频器可分为间接变频和直接变频两大类。

间接变频将工频电流整流器变成直流，然后再由逆变器将直流变换成可控频率交流。

直接变频器则将工频交流变换成可控频率交流，没有中间直流环节。

它每相都是一个两组晶闸管整流装置反并联可逆线路。

正反两组按一定周期相互切换，负荷上就获了交变输出电压，幅值决定于各整流装置控制角，频率决定于两组整流装置切换频率。