电网谐波的处理

电网中主要谐波源及其治理措施【摘要】大功率传动装置所产生的谐波对电网的危害很大，是电网谐波的一个主要来源。

尤其是大功率的变频调速系统，谐波问题越来越突出，电能质量下降，给各种用电设备和仪表带来了很大的危害，必须抑制这些谐波，所以谐波的检测显得越来越重要。

国内外对此进行了很长时间的研究，通过学者的不懈努力，也取得了丰硕的成果。

【关键词】电网；谐波；治理一、交流传动所产生的谐波问题大功率传动装置所产生的谐波对电网的危害很大，尤其是大功率的变频调速系统，谐波问题越来越突出，电能质量下降，给各种用电设备和仪表带来了很大的危害。

我们希望交流传动变换器输出只含基波的正弦波，但实际应用的逆变器总含有谐波，这些畸变的电流和电压可能造成很多危害，如会让工业生产被干扰中断，受此影响，装配线可能经常停工，产生大量废品，造成很大的经济损失。

虽然控制装置的调制控制方法能够在产生所需的基波的同时，应尽可能的优化其他的高次谐波。

但是谐波不可避免的产生，这就要求对这些谐波进行监测、分析后，确定治理方案。

达到最大程度的消除特定谐波或最小化总谐波（TDH）畸变率，进而使由谐波产生的电力电子设备的功率损耗达到最小。

另外变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。

变频器的逆变电路多采用PWM 技术要用到IGBT 大功率管。

当控制电路根据需要给出相应的频率和幅值的开关脉冲，IGBT 大功率管工作时，其输出的电压和电流波形中带有与开关频率相应的高次谐波群。

我们知道高载波频率和场控开关器件高速切换的dv/d t 可达1kv/Ls 以上所以引起的辐射干扰问题是相当突出。

当然，变频调速电路除了通过辐射向外部发射产生干扰外，也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入电源电路形成传导形干扰。

经查证资料，交流传动所产生的谐波基本上是5次，7次，9次和13次谐波，其他次数的谐波比较少。

二、谐波的一些治理措施采取一些措施来消除这些对各种电子设备和电网造成很大危害的谐波，下面简单介绍一下消除谐波的方法和措施。

电力谐波抑制技术及解决方案资料电力谐波是电力系统中一种频率偏离基波频率的波形，它们是电力设备的非线性因素引起的。

谐波会导致电网电压和电流的畸变，对电力设备的正常运行造成影响甚至损坏设备。

因此，抑制电力谐波成为了电力系统设计和运行中一个重要的问题。

下面将介绍电力谐波抑制的几种技术及解决方案：1.谐波滤波器：谐波滤波器是一种专门设计用于抑制电力谐波的装置。

它通过选择特定的滤波器参数来消除特定频率的谐波。

谐波滤波器通常由电抗器和电容器组成，可以以并联或串联的方式连接到电力系统中，以抑制电网中的谐波。

2.谐波自适应控制：谐波自适应控制是一种通过实时监测电力系统中的谐波情况，并根据需要自动调整电力设备的工作状态以抑制谐波的技术。

这种技术通常利用数字信号处理和控制算法来实现。

3.软开关技术：软开关技术是一种改善电力系统中非线性负载造成的谐波问题的方法。

它通过控制开关状态的切换时机和方式来减小谐波的产生。

软开关技术可以通过改进开关器件和控制策略来实现。

4.谐波抑制变压器：谐波抑制变压器是一种特殊设计的变压器，用于抑制电力系统中的谐波。

它可以通过调整变压器的参数和结构来提供对特定谐波频率的有效抑制。

5.谐波滤波器和UPQ设备结合使用：UPQ设备是一种将滤波器与有源电力滤波器相结合的装置。

它可以消除电力谐波，并对电网中的其他电力质量问题如电压波动、电压不平衡等进行修正。

总的来说，抑制电力谐波的技术和解决方案可以通过滤波器、自适应控制、软开关技术、谐波抑制变压器和结合使用谐波滤波器和UPQ设备等方式来实现。

这些技术和解决方案可根据具体情况选择使用，以提高电力系统的稳定性和可靠性。

谐波治理的基本方法和措施概述及解释说明1. 引言1.1 概述谐波是指在电力系统或其他电气设备中频率为基波频率的整数倍的波动。

谐波问题已经成为现代电力系统和工业生产中普遍存在的一个难题，它会导致电能质量下降、设备寿命缩短、甚至引发系统故障等负面影响。

因此，探索谐波治理的基本方法和措施对于确保电网稳定运行和提高供电可靠性至关重要。

1.2 文章结构本文旨在对谐波治理的基本方法和措施进行概述并进行解释说明。

首先，在第2节中，我们将介绍谐波治理的概念及其基本方法。

然后，在第3节中，将详细讨论谐波治理方法的具体实施步骤，以帮助读者全面了解如何进行谐波治理。

接下来，在第4节中，我们将通过分析实例和进行案例研究来进一步加深对谐波治理的认识。

最后，在第5节中，我们将总结文章并展望未来谐波治理发展的趋势与挑战。

1.3 目的文章旨在向读者介绍谐波治理的基本方法和措施，并详细说明实施这些方法和措施的具体步骤。

通过对谐波问题的深入解析和案例研究，希望能提供给读者一些实用的指导和经验，以便在实际工程中有效地解决谐波问题。

此外，文章还将展望未来谐波治理发展的趋势，并指出可能面临的挑战，旨在激发学术界和工程界进一步研究与探索谐波治理领域。

2. 谐波治理的基本方法和措施2.1 谐波治理概述谐波是指电力系统中频率为基波频率整数倍的非线性电流或电压成分。

过多的谐波对电力设备和系统会造成损坏，因此需要采取一系列方法来进行谐波治理。

本节将介绍谐波治理的基本方法和措施。

2.2 方法一：滤波器应用滤波器是最常见也是最有效的谐波治理方法之一。

滤波器可以选择性地通过或阻挡特定频率的谐波成分，从而达到谐波抑制的效果。

常见的滤波器包括被动滤波器和主动滤波器。

被动滤波器是一种简单且经济实用的滤除谐波单元的方法。

它通常由电感、电容和电阻组成，并与系统并联或串联连接。

被动滤波器具有固定衰减特性，在设计时需要根据不同情况选择合适的参数。

主动滤波器则利用控制技术实现对特定频率的反相干扰信号，以达到抵消谐振效应的目标。

电网谐波及不均衡问题的分析与解决方法研究近年来，随着电力需求的不断增长和电力系统的不断扩容，电力系统中电网谐波及不均衡问题愈加突出。

这些问题会给电力系统的正常运行和电气设备带来很大的不利影响，因此，对电网谐波及不均衡问题进行深入的分析和研究，探求其解决方法是非常必要的。

一、电网谐波问题的影响及分析在电力系统中，特别是在大型电力负载设备中，各种信号和电流所形成的周期性变化会导致电网中出现谐波现象。

谐波会导致电压失真和电流失真，给电力系统带来很多负面影响，例如：1、谐波会导致设备的损坏在电力系统中，大部分的变压器、电容器等设备都不能很好地忍受谐波的影响，因此，谐波信号可能会导致电力系统中的这些设备损坏。

2、会影响电力质量谐波信号会导致电力系统中的电压失真和电流失真，从而提高了电路的损耗，影响了电力系统的电力质量。

3、会影响电力系统稳定运行谐波信号不仅会影响电力质量，还可能会导致电力系统中的各种故障，这些故障会影响电力系统的稳定运行。

针对电网谐波问题，解决方法常采用通过该系统中的谐波滤波处理方法。

多数情况下，使用谐波滤波解决方案可以有效地消除谐波，提高了电力系统的电力质量，从而保证了电力系统的稳定运行。

二、电网不均衡问题的影响及分析电网不均衡问题是指在电力系统中出现相电压、相电流和负荷的不平衡所带来的问题。

电网不均衡问题会对电力系统造成很多不利影响，例如：1、不均衡会影响三相电缆的电流分配由于三相电缆的负载并不相等，所以，不均衡导致的电流遥遥相对，会导致三相电缆中的电流分配不均，构成不平衡负载。

2、会导致电力系统中电压波动电网不均衡问题可能会导致电力系统中出现其它的正常电压波动，从而影响电力系统稳定运行。

3、会加剧设备的损害因为电网不均衡问题往往会导致相电流、负荷不平衡，而这些不平衡会短期内或者长期内加剧电气设备的损害。

从而增加电气设备的维护成本。

对于电网不均衡问题，我们也可以通过使用补偿器的解决方案来进行解决。

目前常用的电力谐波治理的方法无外乎有三种，KYLB无源滤波装置、KYAPF 有源滤波装置、KYLB动态无功补偿装置。

下面就谈谈这三种方法的优缺点以及市场前景及其经济效益的分析。

1. KYLB无源滤波装置KYLB无源滤波装置的主要是用电抗器与电容器构成，KYLB无源滤波装置的成本较低，经济，简便，因此获得广泛应用。

KYLB无源滤波装置可以分为并联滤波器与串联滤波器。

1.1无源并联滤波器现有的谐波滤除装置大都使用无源并联滤波器，对每一种频率的谐波需要使用一组滤波器，通常需要使用多组滤波器用以滤除不同频率的谐波。

多组滤波器的使用造成结构复杂，成本增高，并且由于通常的系统中含有无限多种频率的谐波成分，因此无法将谐波全部滤除。

不仅如此，由于并联滤波器对谐波的阻抗很低，通常会使谐波源产生更大的谐波电流，谐振在不同频率的滤波器还会互相干扰，例如7次谐波滤波器就可能会放大5次谐波。

因此，如果有人将并联滤波器安装前后的谐波情况做过对比，就会发现：虽然滤波器安装以后影响系统的谐波电流减小，但是各滤波器中以及进入系统的谐波电流之和远远超过未安装滤波器之前，谐波源产生的谐波电流也超过未安装滤波器之前。

从广义的角度来讲，频率不等于工频频率的成分统统都是谐波。

因此，工频是单一频率，而谐波有无限多种频率，可见谐波具有无限的复杂性，使用并联滤波器的方法显然无法对付无限频率成分的谐波。

1.2无源串联滤波器由电感与电容串联构成的LC串联滤波器，具有一个阻抗很低的串联谐振点，如果我们构造一个串联谐振点为工频频率的串联滤波器，并将其串联在线路中，就可以滤掉所有的谐波。

这就是本文介绍的串联滤波器，串联滤波器由电感和电容串联而成，并且串联连接在电源与负荷之间，因此串联滤波器的“串联”二字具有双重意思：一个意思表示电感与电容串联，另一个意思表示串联在电路中使用。

在三相电路中均接入串联滤波器，由于串联带通滤波器对基波电流的阻抗很小，而对谐波电流的阻抗很大，于是只用一组滤波器就可以滤除所有频率的谐波。

电力系统谐波治理的四种方法电力系统中的谐波是指电网中除基波（50Hz或60Hz）外的各种频率的非线性电流和电压分量。

谐波会导致电网中设备的性能下降，甚至造成设备的故障。

因此，为了保证电力系统的正常运行和设备的安全使用，需要进行谐波治理。

下面介绍电力系统谐波治理的四种方法。

第一种方法是滤波器的应用。

滤波器是一种电子器件，可以通过选择性地通过或阻断特定频率的信号来消除谐波。

根据谐波的频率，可以选择合适的滤波器类型，例如LC滤波器、有源滤波器等。

滤波器通常与设备的电源连接，以便将谐波电流或电压从电网中衰减到可接受的水平。

第二种方法是降低谐波源的发生。

谐波是由非线性负载引起的，例如变频器、电弧炉等。

降低谐波源的发生可以通过选择低谐波的设备、改进设备的运行方式或采取适当的谐波抑制措施来实现。

例如，在选择变频器时，可以考虑具有低谐波输出的变频器，或者通过安装谐波抑制器来补偿谐波。

第三种方法是采用谐波干扰限制技术。

谐波可以通过电力系统中的传输线、变压器等元件传播到其他设备中，造成干扰。

因此，为了减少谐波的传播和干扰，可以采用一些限制技术，如使用低谐波设计的变压器、采用合适的线路参数等。

第四种方法是谐波监测和分析技术的应用。

谐波的监测和分析是谐波治理的重要步骤。

通过采集电网中的谐波数据，并利用相关的分析软件进行谐波分析，可以了解电网中的谐波水平和谐波源的特征，为谐波治理提供科学的依据和措施。

总之，电力系统谐波治理是保证电力系统正常运行和设备安全使用的重要措施。

通过滤波器的应用、降低谐波源的发生、采用谐波干扰限制技术和谐波监测分析技术的应用，可以有效地控制和消除电力系统中的谐波，提高电网的质量和可靠性。

谐波、谐振的危害及防治措施在电网运行中，不可避免地会产生谐波与谐振，二者既有联系，更有区别，以下就其定义、产生原因、危害及预防措施作以介绍，供参照。

1、定义谐波是一个周期的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，又称高次谐波。

通俗地说，基波频率是50HZ，那末谐波就是频率为100HZ、150HZ、200HZ...N*50HZ的正弦波。

谐振是交流电路的一种特定工作状况，在由电阻、电感和电容组成的电路中，当电压相量与电流相量同相时，就称这一电路发生了谐振。

谐波在电网中长期存在，而谐振仅是电网某一范围内的一种异常状态。

2、产生原因谐波的产生是由于电网中存在着非线性负荷〔谐波源〕，如电力变压器和电抗器、可控硅整流设备、电弧炉、旋转电机、家用电器等，另外，当系统中发生谐振时，也要产生谐波。

谐振的发生是由于电力系统中存在电感和电容等储能元件，在某些状况下，如电压互感器铁磁饱和、非全相拉合闸、输电线路一相断线并一端接地等，在部分电路中形成谐振。

谐波也可产生谐振，由谐波源和系统中的某一设备或某几台设备可能构成某次谐波的谐振电路。

3、危害及防治措施由于谐波的存在，使得电压、电流的波形发生畸变，可导致变压器、旋转电机等电气设备的损耗增大；电容器绝缘老化加快，使用寿命缩短；引起系统内继电保护和自动装置误动或拒动；干扰通讯信号等危害。

当电网中谐波含量超出国家规定，就必须采用措施消除或抑制谐波，电力系统多采纳滤波器装置来消除谐波。

谐振可导致系统一定范围内的过电压和过电流。

谐振过电压不仅危害设备的绝缘，而且产生大的零序电压分量，出现虚假接地和不正确的接地指示，并使小容量的异步电机发生反转。

继续的过电流会引起PT熔件熔断甚至烧毁PT。

在发生谐振时，运行人员应依据电压、电流的异常指示，推断谐振类型及可能产生的原因，并果断采用措施，防止事故扩展。

低压谐波治理方案引言低压谐波是指电力系统中频率为50Hz的基波之外的频率成分。

低压谐波的存在会给电力系统带来一系列问题，如电能表计量误差、设备损坏、电能质量下降等。

因此，为了保证电力系统的正常运行，需要采取一定的措施来治理低压谐波。

本文将介绍一种低压谐波治理方案，旨在帮助读者了解低压谐波的治理原理及实施方法。

低压谐波的原因低压谐波的产生主要有以下几个原因：1.非线性负载：非线性负载设备，如电子设备、变频器等会引入谐波电流，进而产生低压谐波。

2.谐振：电力系统中存在谐振回路，当谐振频率与低压电网的频率相差较小时，会引起谐振电流，进而产生低压谐波。

3.电网供电问题：电网供电不稳定、电压波动或谐波电流畸变时，会引入低压谐波。

低压谐波的影响低压谐波对电力系统造成的影响主要体现在以下几个方面：1.电能表计量误差：低压谐波会导致电能表计量误差增大，从而影响用户电能计量的准确性。

2.设备损坏：低压谐波会导致设备电压、电流畸变增大，使设备的热损耗增加，加剧设备的老化速度，甚至引发设备故障。

3.电能质量下降：低压谐波会导致电网电压畸变、电网电流畸变增大，从而影响电能质量，引起其他设备故障，降低电力系统的可靠性。

低压谐波治理方案为了治理低压谐波，可以采取以下方案：1. 滤波器滤波器是最常用的低压谐波治理设备之一，可以有效地滤除谐波电流。

滤波器根据需要选择合适的谐波阶次和容量，安装在低压谐波严重的用电设备前或电源入口处。

滤波器可以是主动式滤波器、被动式滤波器或混合式滤波器。

2. 变压器设计优化变压器是低压谐波的主要损害对象之一。

通过合理设计和选择变压器，可以减少低压谐波对变压器的损害。

在变压器设计中，考虑降低磁流密度、增加谐波电流容量和合理选择材料等因素，可以有效减少低压谐波的影响。

3. 电网电压及电流监测通过对电网电压及电流进行监测，可以及时发现低压谐波问题，并采取相应的措施进行治理。

监测可以采用电力监测仪等设备，实时监测电网的电压、电流波形及谐波含量，并进行数据分析，为低压谐波治理提供依据。

电网谐波识别与处理摘要：随着国民经济的快速发展以及电力市场的逐步形成，电能质量问题在许多国家己经引起了电力部门和用户的广泛关注。

谐波问题是电能质量问题的一个重要方面。

一方面，我国电力工业蓬勃发展、电力负荷急剧增长，电力电子器件的广泛应用以及非线性和冲击性负荷的大量接入使得电网被注入大量的谐波分量，导致电网电压及电流波形产生了严重的畸变；另一方面，现代社会快速发展，高度自动化和智能化的工业用电设备对供电质量的要求也越来越高。

关键词：电网谐波；识别；处理；谐波还会对电力系统外部周围的电子设备和通信设备产生严重干扰。

因此，不管是保证电力设备的安全，还是保证电力系统安全且经济的运行，都迫切需要我们对电力系统中的谐波进行监测，并对其造成的电能质量问题进行分析和治理。

一、电网谐振的识别1.谐振的形式和特征。

（1）基波形式。

三相电压的变化情况：一相电压上升并超过线电压，并伴有接地信号出现，其余两相电压降低；一相对地电压降低，其余两相对地电压上升并超过线电压。

开口三角电压大于100V。

（2）高次谐波形式。

三相电压均同时上升，且上升值超过线电压，但通常超出值在3-3. 5倍相电压。

开口三角电压大于100V。

（3）分频形式。

三相电压轮流上升，同一范畴里的电压表指针有低频摆动现象，通常在2倍相电压以内。

开口三角电压通常低于85～95V，也有不低于100V的。

（4）串联形式。

线电压升高，表计摆动。

开口三角电压大于100v。

2.电网谐振产生的原因。

（1）铁磁谐振（多发生在中性点绝缘的电网）产生原因。

①受断路器非同期合闸或线路接地等因素影响造成的系统冲击；②受雷击、开关操作等影响出现系统扰动或切、合空母线导致谐振出现；③系统处于特殊运行状态，各项参数匹配满足谐振条件。

（2）串联谐振产生原因。

在110KV变电站或220kV变电站空载母线上将带有电磁式电压互感器的空母线切除，或使用带断口的均压电容主（或母联）开关对带电磁式电压互感器的空母线进行充电，操作暂态使得空母线上连接的电磁式电压互感器组的一相、两相或三相激发，进而形成串联谐振。

电力谐波的产生原因及其抑制方法电力谐波指的是电力系统中出现的非正弦波形，是由于电力系统中的非线性负载和电力设备等产生的。

它会对电力系统的稳定性和运行质量产生不利影响，因此需要采取相应的抑制方法来减小谐波水平。

1.非线性负载：电力系统中广泛使用的非线性负载设备，如电弧炉、变频器、电子设备等，其负载特性是非线性的，会导致电流与电压的失配，产生谐波。

2.电力设备：电力系统中的电力设备，如变压器、发电机、变电设备等，其磁化和饱和特性也会引起谐波。

3.电力系统的并联谐振：当电容、电感等元件在电力系统中呈并联连接时，会出现谐振现象，从而产生谐波。

4.电力系统的不对称操作：电力系统中的不对称运行，如三相电流不平衡、电压不平衡等，也会引起谐波的产生。

为了减小电力谐波的影响，可以采取以下几种抑制方法：1.滤波器和补偿器：通过安装合适的谐波滤波器和补偿器，将谐波电流或电压引入这些设备中，并通过调节参数来抑制谐波。

2.谐波控制器：使用专门的谐波控制器，通过对电流进行监测和控制，实现对谐波的有效消除和抑制。

3.谐波发生器：使用谐波发生器对电力系统进行谐波注入，从而实现对谐波的消除或者切除。

4.谐波滤波器：在电力系统中添加谐波滤波器，通过对谐波进行吸收或变换，并将其回馈到电网中，以减小谐波的扰动。

5.调整电力设备：对电力设备进行调整和优化，减小非线性特性，从而降低谐波的产生。

总结起来，电力谐波的产生是由于电力系统中的非线性负载和电力设备等因素所致。

为了有效抑制电力谐波，可以采取滤波器、补偿器、控制器等方法，以减小谐波的影响。

此外，对电力设备进行调整和优化也是降低谐波的有效手段。

对于电力系统的设计和运行，应该重视谐波抑制的问题，从而保证电力系统的正常运行和供电质量。