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谐波的危害及治理谐波对供电系统的危害及治理中铝贵州分公司第一铝矿汪元江[摘要][关键词]1、引言一个理想的电力系统是以单一恒定频率与规定幅值的稳定电压供电的。
但实际上，由于近年来随着科学技术的不断发展，在电力系统中大功率整流设备和调压装置的利用、高压直流输电的应用、大量非线性负荷的出现以及供电系统本身存在的非线性元件等使得系统中的电压波形畸变越来越严重，对电力系统造成了很大的危害。
因此，要实现对电网谐波的综合治理，就必须搞清楚谐波的来源、危害及电网在各种不同运行方式下谐波潮流的分布情况，以采取相应的措施限制和消除谐波，从而改善供电系统供电质量和确保系统的安全经济运行。
2、谐波产生的原因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，n 为整数，例如5、7、11、13、17、19等。
变频器主要产生5、7次谐波。
3、电网谐波的来源3.1 发电源产生谐波，由于发电机三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀等其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但对电网影响很小。
3.2 输配电系统产生谐波，输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性特性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。
电力系统谐波及其抑制技术[摘要]随着电力市场的广泛开放以及电力系统的不断发展，人们越来越多的关注电能的质量问题。
由于非线性荷载在电力系统中的广泛应用，因而所产生的谐波对电网造成越来越多的污染。
本文主要分析了一些谐波产生的危害以及抑制谐波的各种措施，并针对目前电力系统治理谐波所存在的问题提出了自己的合理化建议，供大家参考、学习。
【关键词】谐波；谐波抑制；谐波治理一、谐波产生的原因电力系统是一个密不可分的整体，我们可以分析电力系统谐波产生的原因主要有:1、电源本身质量不高而产生谐波：由于发电机三相绕组在制作上很难达到绝缘对称，铁心也很难达到绝对平均抑制，同步发电机所产生的谐波电动势是定子和转子之间的空气隙中的磁场非正弦分布所产生的。
在发电机实际的运行中，气隙磁场不是严格的正弦波，只是含有一定的谐波成分。
因此，在发电机的输出电压中，其本身就存在一定的谐波，而这其中的频率和谐波电压都是发电机本身的结构和工作状态。
2、输电系统产生的谐波：现在国家电网公司大力推行特高压电网，在特高压电网系统中广泛采用交流-直流-交流输电方式，两个交流系统采用直流系统连接（比如青藏联网工程）。
当两个隔离的交流系统标称频率相同（或多或少会有一个频率差），用直流互联，这个很小的频率差在直流电压下被晶闸管投切到另一端变流器所调制，会和基波频率产生频拍，引起闪变电流流通，并可能激发机械谐振。
二、谐波的危害谐波的存在对电网是一种污染，它使电力设备所处环境变化，也对周围的通信系统和公用电网以外的设备带来损害，其危害主要有：1、变压器各类损耗增加。
谐波会造成变压器的铜耗增大，其中包括对电阻、导体中的涡流、导体外部因漏通而形成的损耗1131。
铁耗也随之增加，对于带不对称负载的变压器而言，其负载电流如果含有直流分量，则会引起变压器磁路饱和，因此会使交流励磁电流的谐波分量大大增加。
2、引起换流装置非正常工作。
一旦换流装置的容量比例刚刚等于电网容量比例的1/3-1/2或超过的时候，在某些时刻虽然还没达到以上数值但电网参数则会造成较低次谐波次数的谐波谐振，常规控制角在交流电网电压畸变的情况下会形成触发脉冲间隔不等，系统的电压畸变会通过正反馈而被放大，从而影响整流器工作环境的稳定性，逆变器很可能因此发生连续的换相失败最终无法工作。
Telecom Power Technology· ２４６ · 2023年1月25日第40卷第2期Ｊａｎ． ２５， ２０２３， Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．２ 运营维护技术ＤＯＩ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０２３．０２．０７６330 MW 发电机定子3次谐波接地信号频发的原因及故障消除姜海涛，孙春明，王泽朋，闫鹏寿，王继东（甘肃电投金昌发电有限责任公司，甘肃 金昌 737202）摘要：针对某电厂330 MW 发电机定子3次谐波接地信号频繁报警，根据现场对发电机一次回路检查，发电机保护说明书内容及保护定值进行查阅，通过定子3次谐波接地信号发出前后的数据分析和现场检查综合判断，利用机组停运机会查明了发电机定子3次谐波接地信号频发的原因，确保发电机出现问题的概率大幅度减少，保证了机组的稳定运行。
关键词：发电机；定子接地；3次谐波；故障消除Causes of Frequent Occurrence of Stator Third Harmonic Grounding Signal of 330 MWGenerator and Its Fault EliminationJIA NG Haitao，SUN Chu nming ，WANG Zepeng ，YAN Pengshou, WANG Jidong（Gansu Power Investment Jinchang Power Generation Co., Ltd., Jinchang 737202, China ）Abstract: In view of the frequent alarm of the third harmonic grounding signal of the 330 MW generator stator in a power plant, according to the on-site inspection of the generator primary circuit, the contents of the generator protection manual and the protection settings, through the data analysis before and after the sending of the third harmonic grounding signal of the stator and the comprehensive judgment of the on-site inspection, the reason for the frequent occurrence of the third harmonic grounding signal of the generator stator was found out by using the opportunity of unit shutdown, The probability of generator problems is greatly reduced, and the stable operation of the unit is ensured.Keywords: alternator; stator grounding; third harmonic; fault elimination0 引 言某电厂2×330 MW 发电机由上海电机厂生产，型号QFSN-330-2-20，于2009年11月投产，发电机-变压器组保护设有2套完全独立的保护装置，共设3面保护柜，2套独立的保护布置于 A 、B 柜，而C 柜中则布置有非电量保护，3个保护柜的生产厂家均相同。
消除谐波的原理
消除谐波的原理是通过使用滤波器来阻止或削弱谐波信号的传输。
滤波器是一种电子设备，它可以选择性地通过或阻止特定频率的信号。
在消除谐波的过程中，需要使用一个特定类型的滤波器，即低通滤波器。
低通滤波器可以通过阻止高频信号的传输来消除谐波。
它的设计原理是使高于特定截止频率的信号无法通过，而只允许低于该截止频率的信号通过。
当谐波信号通过这种低通滤波器时，高于截止频率的频率分量将被滤除，只有原始信号中的基频成分能够透过滤波器。
因此，谐波成分就被有效地消除了。
需要注意的是，滤波器的截止频率通常会根据应用需求进行调整，以确保谐波被有效地降低或消除。
高品质的滤波器通常能够更好地消除谐波，但也会增加系统的成本和复杂性。
消除谐波的滤波器可以应用于各种电子设备和系统中，例如电源线滤波器、音频系统、通信设备等。
通过使用适当的滤波器，可以有效地降低或消除系统中存在的谐波问题，提高信号质量和系统性能。
电力系统中的谐波及其抑制措施供电公司吕向阳【摘要】在电能质量多种指标中，受干扰性负荷影响，谐波是最为普遍的。
该文介绍了电力系统中的主要谐波源、谐波的危害及抑制措施。
关键词谐波抑制措施一、概述在理想的情况下，优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压。
但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形，即产生谐波。
我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率为基波频率（在我国取工业用电频率50HZ为基波频率）整数倍的正弦分量，又称为高次谐波。
在供电系统中，产生谐波的根本原因是由于给具有非线形阻抗的电气设备（又称为非线形负荷）供电的结果。
这些非线形负荷在工作时向电源反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电能质量变坏。
因此，谐波是电能质量的重要指标之一。
供电系统中的谐波问题已引起各界的广泛关注，为保证供电系统中所有的电气、电子设备能在电磁兼容意义的基础上进行正常、和谐的工作，必须采取有力的措施，抑制并防止电网中因谐波危害所造成的严重后果。
二、谐波源谐波源是指向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。
在电力的生产、传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。
在发电环节，当对发电机的结构和接线采取一些措施后，可以认为发电机供给的是具有基波频率的正弦波形的电压。
谐波的产生主要是来自下列具有非线形特性的电气设备：（1）具有铁磁饱和特性的铁心设备，如：变压器、电抗器：（2）以具有强烈非线形特性的电弧现象的设备，如：气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等；（3）以电力电子元件为基础的电源设备，如：各种电力交流设备（整流器、逆变器、变频器）、相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备等，它们大量的用在化工、电气化铁道、冶金、矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。
以上这些非线形电气设备（或称之为非线形负荷）的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流，也就是说，即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压，但由于它们具有其电流不随电压同步变化的非线形的电压—电流特性，使得流过电网的电流是非正弦波形的，这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成，即产生了谐波，使电网电压严重失真，此外电网还须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。
谐波电流的危害及改善措施
谐波电流是一种频率高于基波频率的电流，当它传导到电力系统中时，会对电气设备和系统造成一定的危害。
以下是谐波电流的危害及改善措施：
1. 危害：
(1) 对电气设备造成损坏：谐波电流会使变压器、发电机、电缆等电气设备产生热量，加剧其老化，增加故障率。
(2) 影响电能质量：谐波电流会导致电能质量下降，增加电能损失，影响电力系统的稳定运行。
(3) 产生干扰：谐波电流会在两根导线之间产生电磁场，产生电磁干扰，影响其他电子设备的正常工作。
2. 改善措施：
(1) 使用滤波器：滤波器是一种能够将谐波电流滤除的电子元件，通过使用滤波器可以有效降低谐波电流对电气设备的影响。
(2) 采用合适的电气设备：选用具有耐受谐波电流特性的电气设备，在设计电力系统时应充分考虑谐波电流的影响。
(3) 加强监测和维护：定期对电力系统进行检测和维护，及时发现和排除谐波电流带来的影响，保障电力系统的正常运行。
谐波电流对于电力系统的影响是极其重要的，为了保障电力系统的安全稳定运行，应该加强科学合理的设计、选用合适的设备、加强监
测和维护等工作，减少谐波电流的危害。
发电机试验中的电流谐波分析与谐波抑制技术电力系统中的电流谐波问题一直是一个重要的研究领域。
电流谐波的存在会导致各种问题，例如发电机、变压器的过热、设备损坏以及对电网稳定性的影响等。
因此，对于电流谐波的分析和抑制技术的研究显得尤为重要。
本文将针对发电机试验中的电流谐波问题进行深入探讨，并介绍一些有效的谐波抑制技术。
1. 电流谐波的成因电流谐波是由非线性负载引起的，当线性电源连接到非线性负载上时，非线性负载的非线性特性会使得电流信号变得畸变，并产生各种谐波成分。
发电机试验中的非线性负载主要来自于各种电力设备和电子设备，在实际测试中会产生丰富的谐波。
2. 电流谐波的分析为了更好地了解电流谐波及其对电力系统的影响，我们需要进行电流谐波分析。
电流谐波分析的基本方法包括频率扫描法、滤波法和快速傅里叶变换法等。
其中，快速傅里叶变换法（FFT）是一种较为常用的分析方法，可以将电流信号从时域转换为频域，得到谐波分量的频率和幅值。
3. 发电机试验中的电流谐波问题发电机试验是电力系统中的重要环节，而电流谐波问题也常常在发电机试验中出现。
电流谐波会导致发电机过热，减少发电机的寿命，同时也会对电网产生不良影响。
因此，研究如何抑制电流谐波在发电机试验中显得尤为重要。
4. 谐波抑制技术目前，有多种谐波抑制技术可以应用于发电机试验中。
以下是几种常见的谐波抑制技术：4.1 谐波滤波器谐波滤波器是一种被广泛使用的谐波抑制技术。
它可以通过选择合适的电感、电容等元件，将谐波分量滤除，由此降低电流谐波的含量。
谐波滤波器通常由并联谐振回路构成，能够有效地降低谐波水平。
4.2 直流屏蔽器直流屏蔽器是一种用于抑制直流系统中的电流谐波的技术。
由于电流谐波分量主要集中在交流系统中，采用直流屏蔽器可以有效地减少当前测量中的电流谐波分量。
4.3 脉宽调制技术脉宽调制技术是一种用于降低电流谐波的有效方法。
脉宽调制技术利用电力电子器件的开关特性，通过调整开关频率和占空比来改变电流波形，从而减小电流谐波的含量。
浅析电力系统谐波的产生、危害及抑制措施摘要：本文主要介绍了电力系统中产生谐波的主要原因，对电网系统的危害及抑制谐波的方法。
关键词：电力谐波；谐波产生；危害；抑制措施1 前言在理想的情况下，电力系统中三相交流发电机发出的电压，其波形基本是正弦波，但随着电力电子设备技术的发展、电弧炉、变压器等设备容量的加大、家用电器的增多等原因，向电网注入谐波，造成系统电压、电流波形畸变，电能质量下降，危害电力系统及用户的安全与经济运行。
2 电力谐波的产生2.1 发电源质量不高产生谐波发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来讲很小，可以忽略。
2.2 输配电系统产生谐波输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。
它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。
铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。
2.3 用电设备产生的谐波2.3.1 晶闸管整流设备由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。
我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。
如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。
如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。
经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。
1 引言谐波问题一直是电力系统较为关注的电能质量问题, 新型的变速风力发电机组由于采用了大容量的电力电子设备, 在向电网送出有功功率的同时还会将一定量的谐波注入电网。
评估和分析风电机组向公共连接点注入的谐波电流, 以及估算电网中主要母线的谐波影响是十分必要的。
2 谐波的概念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。
2.1 谐波的产生在电力系统中，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致，如电力电子原件、开关电源及电容器组等。
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，产生谐波。
其与基波电流相叠加，使原有波形畸变，形成非正弦电流，对电能质量产生影响。
在供电网络阻抗下这样的非正弦曲线电流导致一个非正弦曲线的电压降。
在供电网络阻抗下产生谐波电压的振幅等于相应谐波电流和对应于该电流频率的供电网络阻抗Z 的乘积。
次数越高，谐波分量的振幅越低，能量越小。
2.2 谐波的危害Ⅰ.降低变压器、断路器、电缆等的系统容量；Ⅱ.加速设备老化，缩短设备使用寿命，甚至损坏设备；Ⅲ.危害生产安全与稳定，使设备产生误动作；Ⅳ.浪费电能等。
在风力发电方面，由于现阶段使用的风力发电机多为双馈异步发电机，其转子侧由变频系统提供励磁电流。
变频系统对谐波干扰十分敏感，如系统谐波过大，极易发生设备损坏，对风力发电机自身运行产生危害。
同时，由于谐波的并网，可能使变电所保护原件误动作，可能导致大面积变电设备跳闸，严重影响发电公司的运行。
2.3 谐波的分类谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角，但其频率都是基波的整数倍。
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。
根据谐波频率的不同，可以分为奇次谐波和偶次谐波，一般讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。
