为什么中性线三次谐波电流值等于相线谐波电流值的3倍

电力系统中谐波的危害与产生电网谐波造成电网污染，正弦电压波形畸变，使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障，情况日趋严重。

本文全面论述了电力系统中谐波的危害及产生情况，希望能引起我们的高度重视。

谐波的危害电力系统中谐波的危害是多方面的，概括起来有以下几个方面：1.对供配电线路的危害（1）影响线路的稳定运行供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备的安全。

但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作，因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。

晶体管继电器虽然具有许多优点，但由于采用了整流取样电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。

这样，谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。

（2）影响电网的质量电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。

如民用配电系统中的中性线，由于荧光灯、调光灯、计算机等负载，会产生大量的奇次谐波，其中3次谐波的含量较多，可达40%；三相配电线路中，相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加，使中性线的电流值可能超过相线上的电流。

另外，相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率，从而降低电网电压，浪费电网的容量。

2.对电力设备的危害对电力电容器的危害当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。

对于膜纸复合介质电容器，虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1.38倍;对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍，但如果谐波含量较高，超出电容器允许条件，就会使电容器过电流和过负荷，损耗功率超过上述值，使电容器异常发热，在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。

尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时，还可能使电网的谐波加剧，即产生谐波扩大现象。

另外，谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形，尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到加速老化的作用，从而缩短电容器的使用寿命。

探讨三次谐波对电能计量及中性线的影响与治理摘要：电能计量系统是专门用于统计供电公司销售电能和用户使用电能的数量，是供、用双方电能结算的依据，其计量结果的精确性和公平性直接影响双方的经济利益。

随着电力技术的发展和进步，近年来非线性负荷大量使用，使得谐波电压、电流不断增加，对电网环境造成污染，增加运行成本。

为了验证目前电能表在谐波环境下，其电能计量和电能质量测量等功能是否精确成为当下电力研究热点。

本文分析了谐波对电能计量的影响原理，并结合实验测试，验证电能表在谐波下的计量影响程度。

关键词：三次谐波；电能计量；中性线；影响；治理1三次谐波的概述1.1三次谐波概念三次谐波属于正弦波风量的一种，频率是复杂波基频的3倍。

伴随社会的高速发展，民众与社会对于电能的需要与日俱增，加之类型丰富的电器也进入了民众的日常生活，同时取得了广泛普及，其中就有“非线性负荷”的电器，这将致使电力系统中电压、电流出现一些改变。

在“傅里叶分解”电压、电流波形时，会发现50Hz，220V电力中存在一些150Hz交流的正弦波，其为50Hz的3倍，因此又被称作“三次谐波”。

1.2三次谐波的不良影响（1）使电网出现发热的状况，严重时引发安全事故。

（2）对电子元器件日常的使用和运行产生不良影响，致使其产生错误操作。

（3）严重浪费电能。

（4）严重缩短电力设施使用寿命。

综上所述可知，三次谐波不仅仅会产生诸多危害，更会对电网整体的稳定性以及安全性产生严重的不良影响，进而影响民众的日常生产、生活有关活动、行为以及社会的和谐发展。

所以，有关部门应当最大限度地采取合理措施，减少乃至避免三次谐波的危害。

1.3产生三次谐波的原因在通常情况下，三次谐波所污染最为严重的，便为低压配电网。

其中，致使三次谐波非线性负荷的主要原因包括了：（1）晶闸管电源、电弧焊接等。

（2）使用彩色电视机和监视器：根据有关调查可知，这部分电气设施在日常的工作进程中，会具备极高含量的三次谐波。

二次谐波和三次谐波二次谐波和三次谐波是在信号处理和电力系统中常见的现象。

二次谐波是指信号中频率为原始频率的两倍的成分，而三次谐波则是指频率为原始频率的三倍的成分。

这两种谐波在电力系统中产生的原因有很多，如非线性负载、电力设备的损耗和电力传输中的失真等。

二次谐波是由于电力系统中存在非线性负载而产生的。

在非线性负载下，电流和电压之间的关系不再是线性的，而是呈现出非线性的特性。

这种非线性特性会导致电流中出现频率为原始频率两倍的成分，即二次谐波。

例如，当电力系统中连接有非线性负载的家电设备时，如电视机、电脑等，这些设备会产生二次谐波，影响电力系统的稳定性。

三次谐波则是由于电力设备的损耗和电力传输中的失真而产生的。

在电力系统中，电力设备在运行过程中会产生一些损耗，如电阻、电感和电容等。

这些损耗会导致电流和电压之间的相位差产生变化，进而引起频率为原始频率的三倍的成分，即三次谐波。

此外，电力传输中的失真也会导致三次谐波的产生。

例如，当电力系统中存在电缆的损耗或连接不良时，信号的波形会发生变形，产生三次谐波。

二次谐波和三次谐波在电力系统中的存在会对系统的运行产生一定的影响。

首先，谐波会导致电流和电压的失真，使系统中的电能无法有效地传输。

其次，谐波会引起电力设备的过热和损坏，降低设备的寿命。

此外，谐波还会对系统中的其他设备产生干扰，影响系统的正常运行。

为了解决二次谐波和三次谐波对电力系统的影响，人们采取了一系列的措施。

一方面，可以通过优化电力系统的设计和布局来减少谐波的产生。

例如，在系统设计中考虑到负载的非线性特性，选择合适的电力设备和传输线路，以降低谐波的产生。

另一方面，可以采用谐波滤波器等装置来消除谐波。

谐波滤波器通过选择合适的频率和衰减特性，将谐波从电力系统中滤除，保证系统的稳定性和可靠性。

二次谐波和三次谐波是电力系统中常见的现象，其产生原因复杂多样。

谐波的存在会对电力系统的运行产生不利影响，因此需要采取相应的措施来减少谐波的产生和消除谐波的影响。

每次平台文章过后看见很多朋友问到底什么是三次谐波跟电工有什么关系？会产生怎样的影响？如何治理或防止三次谐波的滋生？别急今天就出一期有关三次谐波的全面讲解！①三次谐波是什么？答：三次谐波是一种正弦波形分量其频率为基波（频率为50Hz）的三倍，在物理学和电类学科中都有三次的概念任何一个波函数都可以进行分解：f(t)=∑(k=1n)cos(kwt+ak)，当k=1时的分量f(t)=cos(wt+a)成为分量，以此类推当k=3时f(t)=cos(3wt+a3)称为三次谐波。

图1 三次谐波电流示意图②三次谐波如何产生的？首先三次谐波的产生与变压器接线方式也有关系，简单来说采用星三角接法的变压器因为没有中性点的缘故并不会产生三次谐波，只有三角星型接法的变压器下端才会产生三次谐波，其次希望大家不要弄混一个概念那就是：产生三次谐波的永远只有变压器下端负载，而不是变压器。

前期我统计了能够产生三次谐波的负载总类，多以单相整流负载为主以及部分不间断电源也会产生三次谐波！感兴趣的读者可以去我前面发布的文章了解一下！图2 LED单相负载示意图③三次谐波会有哪些影响？三次谐波所产生的影响主要分为俩方面：一是对变压器的影响，由于三次谐波是个特殊的矢量它是直接对变压器产生影响的，三次谐波的滋生会在变压器内部产生环流并在变压器表面做趋肤效应，从而使得变压器损耗严重点会使得变压器烧毁！二是对零线（也叫中性线）的危害，三次谐波电流因为矢量角是360°的所以没法在零线上进行矢量抵消，从而叠加在零线上造成零线异常过电流，引发零线过热等现象严重的话会直接烧断零线酿成火灾隐患！图3 变压器示意图④如何治理三次谐波？被提到最多的问题就是三次谐波如何得到妥善治理，碍于三次谐波的特殊性光是调整企业设备自身是不足以消除三次谐波的，小编这边建议大家采用BJ领步自主研发的零线电流滤波器（LB3TPF），该装置串接于三根相线上，通过设备自身“调相”机制原理，能改变三次谐波的矢量角360度，从而达到消除三次谐波的效果，实际数据反馈三次谐波电流消除率高达95%零线总电流消除率高达90%！。

2019年9月保机场助航灯光以及航站楼发电机备用电源的稳定性和有效性,保障飞机能够获得及时有效的指引。

最后,机场方面还要做到与供电部门的及时沟通,通过协商制定出及时、有效的双方联动机制,为机场的供电系统提供有力地保障。

4结语综上所述,机场大面积停电事故的发生对机场而言是百害而无一利的,不仅严重影响着机场的正常运营,严重时还会给飞行器的稳定运行带来巨大的安全隐患,威胁着人们的生命财产安全。

因此,机场方面要不断加强针对大面积停电的预防和应急措施的制定,提高机场对大面积停电事故的应对能力,促进机场的安全、稳定运营。

参考文献[1]双流机场突发停电近万旅客滞留[J].四川党的建设:城市版,2009(09):32-33.[2]陈凯,江毅.机场停电凸显安全漏洞[J].瞭望,2009(33):18.[3]席璐璐.双流机场811突发事件应急处置案例研究[D].电子科技大学,2015.收稿日期：2019-7-22作者简介：王家麟(1993-),男,汉族,宁夏银川人,助理电气工程师,安全工程师,本科,研究方向为供电运行保障以及供用电安全。

探讨三次谐波对电能计量及中性线的影响与治理王璐（国网湖南省电力公司湘潭供电分公司，湖南省湘潭市411100）【摘要】本文将从三次谐波的概述角度出发，介绍其概念、不良影响以及产生原因，同时阐述其对电能计量及中性线的影响，进而提出合理的三次谐波现象治理建议，以期为有关部门提供可靠参考。

【关键词】三次谐波；电能计量；中性线；治理【中图分类号】TM933.4【文献标识码】A 【文章编号】1006-4222（2019）09-0275-02图1三次谐波的图示引言在我国整体社会经济高速发展进程中,电力系统起到至关重要的作用。

在通常情况下,电力供电系统频率一般是50Hz ,在民众生活水平持续上升的过程中,电网负荷与日俱增。

其中三次谐波除了会损坏电力设施,更会增加电能损耗,并且影响电力设施的日常工作,进而引发安全事故,有关部门应对其重视起来。

1 三次谐波概述1.1 三次谐波的基本概念理想的电压表在交流供电系统中会显示出正弦的波形图案，这是因为线性无源元件两端接收到的电压为正弦电压，并且在交流电路中具有微分、积分、比例等性质，即便相位发生一定的变化，电流也会在电路中呈现出相同的正弦频率。

图1 三次谐波示意图相反的，如果线性无源元件两端接收到的电压为非正弦电压，那么以上的推论就不再成立，电流在电路中呈现出的波形也会发生相应的改变，从而使线性无源元件两端输出非正弦电流，并且使电压产生降低现象，而谐波就是正弦波分量，这一概念可以用傅里叶分解公式来表示[1]：()(1,)cos()f t k n kwt ak =Σ=+在这个分解公式中，任意的波函数都可以得到分解，当k=1时，可以分解出基波分量；当k=3时，就可以分解出三次谐波。

1.2 三次谐波的产生原因随着社会用电量的不断增加，电网系统承担的压力也不断加大，尤其是社会低压配电网，而三次谐波就主要产生于低压配电网络。

对于正常的电力系统而言，供电频率应该为50HZ，但是在三次谐波的污染下，其50HZ 的供电频率就会转变为150HZ，从而使配电网络及相关设备的安全受到影响。

造成三次谐波产生的主要原因在于节能灯、镇流器、荧光灯、电弧焊接设备、大型显示器、变频器、整流电源等设备的集中大量使用，当中性线与相线之间出现非线性负荷，就会随之产生三次谐波。

1.3 三次谐波的主要危害供电系统的电力供应主要以低压配电网为主，由于低压配电网中会产生三次谐波，因此会对电网安全稳定造成极大威胁。

具体来看，主要体现在以下几个方面：其一，电力设备在三次谐波污染下使用寿命发生缩短；其二，三次谐波会使电力系统的功能消耗得到极大增加；其三，三次谐波会使电网的接地保护功能受到损害，从而带来安全隐患；其四，三次谐波会使电子器件损坏或者发生误动作，从而为电力企业带来极大损失；其五，三次谐波会导致电网发热，严重时会导致火灾或爆炸事故发生。

根据谐波含量选择照明线路中性线【摘要】通过分析照明线路中的谐波，来确定中性线的选择方法。

【关键词】中性线；谐波；导线截面前言：在三相四线制的照明线路中，如果照明光源是气体放电灯或是调光灯具，则会在中性线上存在大量谐波电流，因此选择中性线的截面时要考虑谐波电流的影响。

中性线上谐波电流分析气体放电灯或调光灯具都是非线性负载，在线路中会产生电流畸变，根据傅里叶分析，畸变电流可以分解成一系列不同频率的正弦波。

三相平衡电流的幅值按Ａ、Ｂ、Ｃ三相出现的先后次序分为正序三相电流、负序三相电流和零序三相电流。

对于三相谐波电流而言，同样也有相序问题。

正序谐波的相序与基波相序相同，比如第７、１３、１９、----次谐波都是正序谐波；负序谐波的相序与基波相序相反，比如第５、１１、１７……次谐波都是负序谐波；零序谐波不形成相序，与基波相序无关，第３、９、１５……次谐波都是零序谐波。

无论是正序谐波还是负序谐波，它们在中性线中的矢量和为零，不会形成电流，而零序电流在中性线中叠加，甚至高于相线电流。

下面对电流进行分析。

三相四线制线路上电流波形见图1，中性线电流为三相电流之和，即IN=I1+I2+I3，如果三相基波电流相等，因相位角差120°，中性线上基波电流相量和为零。

对于正序谐波和负序谐波分析结果与基波相同。

但是对于三次及以上的零序谐波电流就不同，由于零序谐波电流在中性线上相量角处于同一相位，电流互相叠加。

当相线上三次谐波电流含量为基波电流的1/3时，则中性线上的三次谐波电流就等于相线上的基波电流。

其他9、15、21次等三次谐波的奇数倍谐波电流也是如此（图1中未表示）。

照明系统谐波电流产生原因气体放电灯是照明线路中产生谐波电流的主要原因。

气体放电灯包括荧光灯、霓虹灯、低压钠灯、高压钠灯、高压汞灯、金属卤化物灯等。

气体放电灯作为第二代电光源，具有效率高, 寿命长, 显色范围宽等优点, 在照明领域得到广泛应用。

但是由于气体放电灯的非线性和工作在弧光放电区的负阻效应，随着气体放电灯的大量采用, 在线路中产生严重的谐波污染。

三次谐波在物理学和电类学科中都有三次谐波的概念f(t)=∑(k=0,n)cos(kwt+ak) 任何一个波函数都可以进行傅里叶分解如上的形式当k=0时的分量f(t)=cos(a0)成为基波分量以此类推当k=3时f(t)=cos(3wt+a3)称为三次谐波三次谐波污染主要存在于低压配电网中，以建筑系统最为严重。

其对电网的危害主要有：功率损耗增加、设备寿命缩短、接地保护功能失常、遥控功能失常、电网过热等；对配电站会造成电子器件误动作、电容器损坏、附加磁场、中性线过载和电缆着火。

文章主要介绍了消除三次谐波的各种方法及性能比较。

关键词三次谐波滤波滤波器1 三次谐波源在电力系统中，正常供电频率是50HZ，所谓“三次谐波”，就是在50HZ的电路中，夹杂有150HZ的交流正弦波，这个150HZ的交流正弦波由于是50HZ的三倍，于是称之为三次谐波。

输电及配电系统规定：在频率恒定情况下，电压和电流均以正弦波波形运行。

然而在非线性负荷接入系统时，产生的附加的谐波电流会引起电流和电压畸变。

产生三次谐波的非线性单相负荷主要有（不考虑暂态及非正常工作状态）：（1）荧光灯、节能灯及其镇流器；①市场调查表明，目前国内市场绝大多数的荧光灯电子镇流器三次谐波电流含量高达80%～90%；②高档的电子镇流器三次谐波电流含量分三种标准：标准：其谐波电流含量<37%；标准：其谐波电流含量<30%；带灯丝预热控制的电子镇流器其谐波电流含量<10%。

市场上的商品实际上达不到标准要求；③节能型电感镇流器标准规定<20%，其中三次谐波电流含量占主要成分。

（2）电弧焊接设备（电弧的非线性类负荷）；（3）计算机开关型电源及显示器（大型显示屏幕）；（4）彩色电视机及监视器，如证券公司、体育场馆、商业中心和新闻中心的电视墙的显示幕墙。

普通型彩色电视机可达127%，三次谐波电流含量高达90%；（5）晶闸管调压电源（如加热器、调光器、电化学电源等）；（6）晶闸管调功电源（如加热器、电化学电源等）；（7）整流电源（如电器的工作电源、充电器、直流传动及电化学电源等）；（8）开关型稳压电源及；（9）变频器①变频的家用电器，如空调、洗衣机、风机、泵、微波炉；②工业及建筑用的调速电动机；③中频电源。

三次谐波的主要表现及防治方法目前，电网中谐波干扰大量涌现，谐波问题日趋复杂，因此谐波治理课题也越来越受到研究者的重相线与中性线之间的非线性负荷产生三次谐波电流，并在中性线进行叠加。

由于三次谐波及其倍数次谐波呈零序特征，因此中性线上的三次谐波电流是三相中三次谐波电流的代数和，会引起过载风险使所有的谐波电流造成电流和电压畸变，还形成150的电磁场，对其周围的电子控制、保护及通信设备和系统产生干扰。

主要表现为：（1）因为三次谐波的零序性，低压母线上的三次谐波电压主要与中性线的三次谐波电流有关；①当变压器接法为时，零序性的三次谐波电流将成为励磁电流，在此零序励磁电抗上产生较大的压降，即三次谐波电压，很容易造成低压母线上的电压总畸变率超标；②当变压器接法为△－0时，侧的变压器绕组形成三次谐波电流流通的回路，该回路阻抗为变压器漏抗，远较零序励磁阻抗小为20倍左右，从而不会在低压母线产生很大的三次谐波电压。

（2）如果低压三相的三次谐波电流不平衡，则存在正序和负序的三次谐波分量：①如果配电变压器为接线，低压侧正序和负序的三次谐波电流会在高压侧绕组感应出三次谐波电压，对高压侧产生影响；②如果配电变压器为△－11接线，低压侧正序和负序的三次谐波电流在高压侧绕组感应出的三次谐波电流在△绕组形成环流，对高压侧产生的三次谐波影响要比变压器为接线时小，但增加了变压器高压绕组的损耗。

（3）由于中性线中三相负荷不平衡引起的工频电流和三次谐波电流的叠加有可能大于相电流，当三相的三次谐波平衡时，由于接线的变压器铁芯中零序的三次谐波无通路，磁通只能经铁心、空气和外壳等构成回路，产生附加损耗和局部过热；而在接线中，△绕组为三次谐波电流提供通路，它所产生的三次谐波磁通将抵消铁芯中的原三次谐波磁通，从而使铁心中的合成磁通基本上呈正弦波，减少了附加损耗，但谐波电流的存在使因子因谐波发热而降低变压器输送能力，正常值为1．0和电流波峰系数增大，造成供电变压器的利用率下降或过载。

三次谐波电流限制在电力系统中，谐波是电流或电压波形中频率是基波频率的整数倍的成分。

三次谐波（第三次谐波）是指频率是基波频率的三倍的谐波。

谐波电流的存在可能引起系统中的一些问题，因此需要进行限制和管理。

以下是一些关于三次谐波电流限制的考虑：1.国际标准和规范：国际电工委员会（IEC）和其他标准组织发布了有关电力系统中谐波的标准和规范。

这些标准通常包括了对三次谐波电流的限制，以确保系统的正常运行和设备的安全性。

2.设备容忍度：不同类型的电力设备对谐波的容忍度不同。

一些设备，如变压器、电动机等，可能对谐波电流更为敏感。

因此，为了确保设备的正常运行，需要限制三次谐波电流的水平。

3.电流滤波器：电流滤波器是一种用于抑制谐波的设备。

通过在系统中安装电流滤波器，可以有效地降低谐波水平，包括三次谐波。

这有助于确保系统中的电流满足规定的限制。

4.功率因数改善：三次谐波电流通常与功率因数改善有关。

通过采取措施改善功率因数，可以减少谐波电流的影响。

这可能包括使用功率因数校正装置等设备。

5.谐波分析：在设计和运行电力系统时，进行谐波分析是一种有效的方法。

通过对系统中的谐波进行分析，可以确定是否存在过高的谐波电流，并采取适当的措施进行限制。

6.监测和测量：对系统中的电流进行定期的监测和测量是确保谐波水平处于可接受范围内的关键步骤。

这有助于及时发现问题并采取相应的纠正措施。

总体而言，限制三次谐波电流的目的是确保电力系统的正常运行，减少对设备的不利影响，同时符合相关的国际标准和规范。

在设计、运行和维护电力系统时，需要综合考虑谐波的影响，采取适当的技术手段来管理和限制谐波电流。