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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。
谐波产生的根本原因及治理对策谐波是指在电力系统中产生的频率为基波频率的整数倍的波动。
它是电力系统中普遍存在的一种现象，但过多的谐波会对电力系统的正常运行和设备的安全性产生很大影响，因此需要采取相应的治理对策来解决这个问题。
1.非线性负载：当电力系统中存在非线性负载时，如电弧炉、电焊机、电子设备等，其工作特性会产生谐波。
这是谐波产生的主要原因之一2.电力电子装置：现代电力系统中广泛使用的各种电力电子装置，如变频器、整流装置等，也会引入大量谐波。
3.潮流分布不均匀：当电力系统中的潮流分布不均匀时，也会导致谐波的生成和传播。
针对谐波的治理对策主要有以下几方面：1.使用滤波器：在电力系统中安装滤波器可以消除或降低谐波对系统的影响。
滤波器的选择要根据谐波的频率和大小来确定。
2.设计合理的系统：在电力系统的设计阶段，应考虑到非线性负载和电力电子装置可能带来的谐波问题，采取相应的额外措施来减少谐波的产生。
3.提高设备的抗谐波能力：针对电力系统中的关键设备，如变压器、电容器等，可以采用提高抗谐波能力的设计和制造技术，使其能够更好地耐受谐波的影响。
4.加强监测和控制：定期对电力系统进行谐波监测，及时发现和解决问题。
对于频繁发生谐波问题的系统，可以采用自动生成谐波的设备进行实时控制，以减小谐波的影响。
5.加强人员培训和管理：加强对电力系统人员的培训，提高其对谐波问题的认识和处理能力。
同时，建立健全的管理体系，制定相应的管理规范和操作程序，以确保谐波问题得到科学有效的控制。
总之，谐波问题存在于电力系统中，会对系统的正常运行和设备的安全性产生不利影响。
通过采取相应的治理对策，如使用滤波器、设计合理的系统、提高设备的抗谐波能力等，可以有效地解决谐波问题，确保电力系统的稳定和可靠运行。
同时，需要加强人员培训和管理，提高人员的谐波处理能力，确保谐波问题得到及时有效的解决。
电力系统中的谐波分析与治理策略 摘要:本文针对电力系统中谐波问题进行分析与治理策略探讨，重点探讨了谐波电流引起零线电流偏大的危害，并提出了解决该问题的措施。通过有源滤波装置的安装和工作原理，可以有效减少谐波电流对系统的影响，确保电网运行稳定，降低损耗。
关键词：谐波来源；谐波危害；谐波抑制 引言:随着电力系统的发展，谐波问题逐渐成为影响系统正常运行和设备寿命的关键因素之一。特别是谐波电流可能引起零线电流偏大，进而带来一系列安全隐患。针对这一问题，有源滤波装置作为一种常用的治理手段，可以通过补偿等方式有效抑制谐波电流产生和传播，保障电力系统的可靠运行。
1. 谐波电流引起零线电流偏大的危害 1.1. 安全隐患 谐波电流引起零线电流偏大可能带来严重的安全隐患。首先，当零线电流偏大时，会导致电路设备和设施的过载。过载可能导致电线、配线板和插座等设备发热，甚至起火的风险增加。其次，零线传输过大的电流会造成设备工作不稳定，从而影响设备的性能和寿命。此外，零线电流过大还可能引起电器的漏电和跳闸问题，增加触电和火灾的风险。
1.2. 系统损害 谐波电流引起零线电流偏大还可能对整个电力系统的运行造成重大损害。首先，零线电流过大会导致电网中的电压失真加剧，使得电压波形变形，影响其他正常工作的设备和系统的电压稳定性。此外，谐波电流也会加大电力系统的功耗，降低系统效率，从而浪费了大量的电能。另外，当谐波电流在电力系统中蔓延时，会与其他设备产生相互干扰，引起相应设备的故障和损坏。最严重的情况是，谐波电流可能导致整个电力系统的崩溃，造成大规模停电事故。 2. 解决措施：有源滤波器的工作原理 2.1. 安装位置选择 在选择有源滤波器的安装位置时，需要考虑几个关键因素。首先，应该将有源滤波器安装在最接近谐波负载的位置，这样可以最大程度地减少谐波对电网的影响。其次，需要确保安装位置能够方便地与负载设备进行连接，减少线路长度和电阻，提高滤波效果。此外，在选择安装位置时，还要考虑到有源滤波器的散热环境，避免过热影响设备的正常工作。
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性能的一个重要因素。
谐波的存在不仅会降低电能质量，还可能对电力设备造成损害，增加能耗，甚至影响整个电力系统的安全稳定运行。
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，具有极其重要的意义。
一、谐波的产生谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。
在电力系统中，谐波的产生主要源于以下几个方面：1、非线性负载电力系统中的许多负载，如电力电子设备（如变频器、整流器、逆变器等）、电弧炉、荧光灯等，其电流与电压之间不是线性关系，从而导致电流发生畸变，产生谐波。
2、电力变压器变压器的铁芯饱和特性会导致磁化电流出现尖顶波形，进而产生谐波。
3、发电机由于发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称，以及铁芯的不均匀等因素，也会产生少量的谐波。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害是多方面的，主要包括以下几点：1、增加电能损耗谐波电流在电力线路中流动时，会增加线路的电阻损耗和涡流损耗，导致电能的浪费。
2、影响电力设备的正常运行谐波会使电机产生额外的转矩脉动和发热，降低电机的效率和使用寿命；对电容器来说，谐波可能导致其过电流和过电压，甚至损坏；对于变压器，谐波会增加铁芯损耗和绕组的发热。
3、干扰通信系统谐波会产生电磁干扰，影响通信设备的正常工作，导致信号失真、误码率增加等问题。
4、降低电能质量谐波会使电压和电流波形发生畸变，导致电压波动、闪变等问题，影响供电的可靠性和稳定性。
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和测量。
常见的谐波分析方法主要有以下几种：1、傅里叶变换这是谐波分析中最常用的方法之一。
通过对周期性信号进行傅里叶级数展开，可以得到各次谐波的幅值和相位。
2、快速傅里叶变换（FFT）FFT 是一种快速计算傅里叶变换的算法，大大提高了计算效率，适用于对大量数据的实时分析。
无功补偿及谐波治理工程技术方案无功补偿与谐波治理是电力系统中的两个重要问题。
无功补偿主要解决无功功率的调节问题，谐波治理主要解决电力系统中谐波污染的问题。
本文将就无功补偿及谐波治理工程技术方案进行详细的介绍。
1.电容补偿技术方案电容补偿是通过串联电容来提供无功功率，从而提高功率因数。
该技术方案具有成本低、无功补偿效果好等优点。
适用于对电网无功功率负荷波动较小的场所。
2.静止无功发生器（SVC）技术方案SVC是通过调节阻抗来提供无功功率的一种补偿方式。
它具有响应速度快、补偿效果好等优点。
适用于电网无功功率负荷波动较大的场所。
3.静态同步无功发生器（STATCOM）技术方案STATCOM是通过调整电压来提供无功功率的一种补偿方式。
该技术方案具有响应速度快、无功补偿效果好等优点。
适用于对电压稳定性要求较高的场所。
1.谐波滤波器技术方案谐波滤波器是将发生谐波的电流或电压引入滤波器，通过滤波器的谐波抑制特性将其滤除。
该技术方案具有谐波抑制效果好、性能稳定等优点。
适用于单一谐波频率的场所。
2.谐波变压器技术方案谐波变压器是通过在电力系统中串联谐波补偿变压器来抵消谐波电流。
该技术方案具有谐波抑制效果好、谐波适应性强等优点。
适用于多个谐波频率的场所。
3.主动滤波器技术方案主动滤波器是通过检测谐波电流或电压，并通过逆变器产生反向相位的谐波电流来抵消原有谐波电流。
该技术方案具有谐波抑制效果好、适应性强等优点。
适用于谐波频率较多、波动较大的场所。
综上所述，无功补偿技术方案包括电容补偿技术方案、静止无功发生器技术方案和静态同步无功发生器技术方案。
谐波治理技术方案包括谐波滤波器技术方案、谐波变压器技术方案和主动滤波器技术方案。
根据具体情况选择合适的技术方案，能够有效地解决电力系统中的无功补偿和谐波治理问题，提高电力系统的稳定性和供电质量。
谐波原理及治理方法一、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，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。
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。
谐波研究的意义，道理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。
谐波治理方案目前谐波治理主要有两种方法:1.无源滤波器无源滤波器主要由电抗器、电容器构成，体积比较庞大无源滤波器是由电容器和电抗器串联而成，并调谐在某个特定谐波频率。
滤波器对其所调谐的谐波来说是一个低阻抗的“陷阱”。
理论上滤波器在其调谐频率处阻抗为零，因此可吸收掉要滤除的谐波。
目前国内的谐波治理以无源滤波器为主，其特点是技术实现相对简单，容易实现; 便于维护; 成本较低，具有一定消谐效果，缺点是被动式滤波，一旦用电环境发生变化，无源滤波设备无法随之调整，滤波效果也就无法保证。
:单调谐滤波器的谐振频率会因电容、电感参数的偏差或变化而改变; 电网频率会有一定波动，这将导致滤波器失谐; 电网阻抗变化对单调谐滤波器的滤波效果有较大影响; 更为严重的是，电网阻抗与滤波装置有发生并联谐振的可能;2.有源滤波器有源滤波器主要由电力电子元件构成，体积比较小有源谐波过滤器使用的是电力电子技术来监控非线性负载，动态地纠正。
发现一个谐波自动注入一个补偿电流使波形恢复。
通过注入和抵消过程，恢复正弦波。
使失真减少到不足5％的总谐波失真（THD）。
其特点是可主动消谐，设备体积小，消谐效果非常理想，但是由于技术要求比较高，目前国内在该领域尚属空白。
它是一种用于动态抑制谐波，且可以补偿无功的电力电子装置，它能对大小和频率都变化的谐波及变化的无功进行补偿，可克服无源电力滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点。
是一种主动型的控制装置。
有源电力滤波器的特点:实现了动态补偿，可对频率和大小都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，对补偿对象的变化有极快的响应; 可同时对谐波和无功进行补偿，且补偿无功的大小可做到连续节; 补偿无功时不需贮能元件;补偿谐波时所需贮能元件容量也不大。
即使补偿对象电流过大，电力有源滤波器也不会发生过载，并能正常发挥补偿作用。
受电网阻抗的影响不大，不容易和电网阻抗发生谐振。
能跟踪电网频率的变化，故补偿性能不受电网频率变化的影响; 既可对一个谐波和无功源单独补偿，也可对多个谐波和无功源集中补偿。
（公司治理）谐波治理及无功补偿方案参考2、谐波的危害变频装置产生的谐波电流，对系统可产生较大的影响，它不仅会产生较大的发热损耗，而且会加速电气设备的绝缘老化，特别是对电缆、变压器运行、电机运行非常不利。
此外，产生谐波严重时，也会对自动控制系统和保护装置产生干扰，使其误动作，影响电网的正常安全运行。
此外，谐波也会对变电站和其它用户的无功补偿电容器产生严重的影响，使其不能投运，若投运可产生谐波放大，严重时将烧坏设备，这在以后运行时特别注意，变电站和用户不要投入无谐波抑制的电容器组。
二、某公司谐波治理及无功补偿方案1、某公司，使用变压器 1250KW 三台，负载是六脉中频炉，产生大量谐波注入电网，其他设备使用 3150KVA 变压器两台，主要是负载变频器，大功率电动机，同样产生谐波和需要无功功率补偿。
谐波治理及无功补偿采取分散、集中治理谐波方法，即在谐波源总负荷前端安装谐波治理设备，这样就治理整个电网的谐波，谐波治理及无功补偿效率高，投资少。
2、某公司，1250KVA 变压器负载中频炉同时使用两台，谐波治理及无功补偿设备也采用两套。
现场每台中频炉运行参数如下（根据以往测试其他设备状况）：输入功率：1250KW输入电压：660V功率因数：0.82电压谐波畸变：15%左右具体需要现场实测。
以实际测量为主。
3、两台3150KVA 变压器，负载形式较多，有变频器，电动机；根据通用电网数据，功率因数大约在 0.8 左右，由于变频器使用较多，谐波畸变大约在 10% 左右。
谐波治理及无功补偿形式，每台变压器 3150KVA 配一套谐波治理及无功补偿设备。
实际情况测试后具体确定。
三、谐波治理和无功补偿遵循标准国内外经验表明当电压波形畸变率在大于8%时对电子设备和运行中电气设备造成较大影响，大于 10%时对其它用户电气设备有严重影响。
在这种工况下，纯无功补偿电容器根本不能投运，对电缆、变压器等设备使用寿命有不良影响，产生大量的谐波电流会造成谐波发热损耗。
电网谐波整改方案1. 引言随着电力系统的快速发展和电力负荷的不断增加，电网中的谐波问题日益突出。
电网谐波对电力设备的安全运行和电能质量产生了不可忽视的影响。
因此，制定一套完善的电网谐波整改方案，对于确保电力系统的稳定运行具有重要意义。
本文将从谐波问题的定义和影响、谐波源的分类、谐波分析与评估、整改方案的制定等方面，对电网谐波整改方案进行详细阐述。
2. 谐波问题的定义和影响2.1 谐波问题的定义谐波是指在电力系统中频率是基波频率整数倍的电压和电流波形成分。
谐波分为奇次谐波和偶次谐波，其中奇次谐波对电力系统影响较大，如3次谐波、5次谐波等。
2.2 谐波问题的影响电网谐波问题会导致以下影响：•降低电能质量：谐波会导致电压、电流波形畸变，使得功率因数下降，影响电能质量。
•损害电力设备：谐波会使电力设备产生过热、振动、噪音等问题，加速设备老化，缩短设备寿命。
•影响电网稳定运行：谐波容易引起电网谐振现象，导致电网电压、电流不稳定，影响电网的稳定运行。
谐波源分为内部谐波源和外部谐波源。
3.1 内部谐波源内部谐波源指电网系统本身的设备或负载引起的谐波，包括电弧炉、电弧炼钢炉、大功率变频器等。
内部谐波源是可以通过控制和优化设备来减少谐波产生的。
3.2 外部谐波源外部谐波源指电网系统的电力互联或共享电力系统中其他用户设备引起的谐波。
外部谐波源是不可控制的，只能通过隔离和滤波等方式进行控制。
4.1 谐波分析谐波分析是通过采集电网中的电压和电流数据，进行频谱分析，识别出谐波的类型、含量和分布情况。
谐波分析的结果可以帮助我们定位谐波问题的源头。
4.2 谐波评估谐波评估是根据谐波分析结果，对谐波问题的影响程度进行评估。
评估结果将指导我们确定合适的整改方案。
5. 整改方案的制定5.1 内部谐波源整改对于内部谐波源，可以采取以下措施来减少谐波的产生：•选择低谐波电力设备：在选型时考虑设备的谐波特性，选择低谐波产生的设备。
•添加滤波器：通过安装谐波滤波器，将谐波电流从电网中滤除，减少谐波的产生。
设计编号： 客户名称： 项目名称：
设 计 方 案
二〇二〇年四月 目 录 一、项目概述 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 二、企业实施电能质量管理的必要性 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 1、谐波对设备及生产的影响 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4 2、谐波治理是企业发展需求 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯… 5 3、电能质量改善带来的效益 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5 三、谐波治理改造方案要求 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5 四、谐波治理技术方案 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6 1、测试目的及仪表简介 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6 2、数据测试及分析 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 13 3、谐波治理解决方案 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 14 五、产品介绍 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 18 六、无源滤波、有源滤波及与其他进口品牌的比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 27 七、工程概要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 29 八、质量保证和售后服务 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 30
九、应用案件例介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 31 一、项目概述 1.编制的依据： 根据碳素厂煅烧车间.新焙烧车间.成型车间提供的用电数据及我方技术人员现场采集电气数据编制此方案。 2.改造单位的基本情况： 碳素厂煅烧车间和新焙烧主要用电设备为：风机、混捏机和电焊机等动力设备，其中大部分设备使用了ABB变频器,产生了大量的谐波，考虑到生产工艺的安全保障及电力品质改造的方向， 根据设备用电情况及生产工艺要求进行谐波治理改造方案的设计。 3、供电系统情况分析： 碳素厂煅烧车间，新焙烧，成型用电设备以电机为主。由于生产工艺要求的复杂性，对用电设备的供电质量的可靠性要求较高。 在现场用电设备中，变频负载所占比例较大，产生大量的谐波，影响供电系统的稳定性，极大地恶化了线路和系统的电力品质，对线路系统中的其他设备及PLC系统的正常运行产生了不良影响和安全隐患，同时造成不必要的电力能源额外损耗。
二、企业实施电效管理的必要性
1、谐波对设备及生产的影响 (1)谐波对电机的影响 谐波对电机的危害主要是产生附加的损耗和转矩。由于集肤效应、磁滞、涡流等随着频率的增高而使在旋转电机的铁心和绕组中产生的附加损耗增加。在供电系统中，用户的电动机负荷约占整个负荷的绝大部分。因此，谐波使电力用户电动机总的附加损耗增加的影响最为显著。由于电动机的出力一般不能按发热情况进行调整，由谐波引起电动机的发热效是按它能承受的谐波电压折算成等值的基波负序电压来考虑的。相关试验表明，在额定出力下持续承受为3%额定电压的负序电压时，电动机的绝缘寿命要减少一半。谐波电流所产生的谐波转矩对电动机的平均转矩的影响不大，但谐波会产生显著的脉冲转矩，可能会出现电机转轴扭曲振动的问题。 (2)谐波对变压器的影响 谐波电流使变压器的铜耗增加，特别是谐波会在其绕组中形成环流，使绕组过热；对全星形连接的变压器，当绕组中性点接地，而该侧电网中分布电容较大或者装有中性点接 地的并联电容器时，可能形成谐波谐振，使变压器附加损耗增加。 (3)谐波对工厂自动控制系统的影响 随着自动控制的普及，工厂大量使用了如PLC，DCS等电子设备的自动控制系统，此类设备对供电电压的谐波畸变很敏感，这种设备常常须靠电压波形的过零点和其它电压波形取得同步运行。电压谐波畸变可导致电压过零点漂移或改变一个相间电压高于另一个相间电压的位置点。这两点对于不同类型的自动控制设备是至关重要的。控制系统对这两点(电压过零点与电压位置点)的判断错误可导致控制系统失控。谐波还严重干扰仪表信号的幅值，进而造成生产或运行中断或误动作，引起设备和生产事故，导致较大的经济损失。 （4）谐波对供电线路的影响 优于供电线路阻抗的频率特性，线路电阻随着频率的升高而增加。在集肤效应的作用下，谐波电流使输电线路的附加损耗增加。在供应电网的损耗中，变压器和输电线路的损耗占了大部分，所以谐波使电网网损增大。谐波还使三相供电系统中的中性线的电流增大，导致中性线过载。输电线路存在着分布的线路电感和对地电容，它们与产生谐波的设备组成串联回路或并联回路时，在一定的参数配合条件下，会发生串联谐振或并联谐振。一般情况下，并联谐波谐振所产生的谐波过电压和过电流对相关设备的危害性较大。当注入电网的谐波的频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时，会激励电感、电容产生部分谐振，形成谐波放大。在这种情况下，谐波电压升高、谐波电流增大将会引起继电保护装置出现误动，以至损坏设备，与此同时还可产生相当大的谐波网损。对于电力电缆线路，由于电缆的对地电容比架空线路约大10-20倍，而感抗约为架空线路的1/2-1/3，因此更容易激励出较大的谐波谐振和谐波放大，造成绝缘击穿的事故。 (5)影响继电保护和自动装置的工作和可靠性 谐波对电力系统中以负序(基波)量为基础的继电保护和自动装置的影响十分严重，这是由于这些按负序(基波)量整定的保护装置，整定值小、灵敏度高。如果在负序基础上再叠加上谐波的干扰则会引起发电机负序电流保护误动(若误动引起跳闸，则后果严重)、变电站主变的复合电压启动过电流保护装置负序电压元件误动，母线差动保护的负序电压闭锁元件误动以及线路各种型号的距离保护、高频保护、故障录波器、自动准同期装置等发生误动，严重威胁电力系统的安全运行。 ( 6)干扰通信系统的工作 电力线路上流过的5、7、11、13等幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合，在邻近电力线的通信线路中产生干扰电压，干扰通信系统的工作，影响通信线路通话的清 晰度，而且在谐波和基波的共同作用下，触发电话铃响，甚至在极端情况下，还会威胁通信设备和人员的安全。另外高压直流(HVDC)换流站换相过程中产生的电磁噪声(3-10kHz)会干扰电力载波通信的正常工作，并使利用载波工作的闭锁和继电保护装置产生动作失误，影响电网运行的安全。 (7)对用电设备的影响 谐波会使如照明设备、通信设备、电视及音响设备、电脑设备、载频遥控设备等都容易受谐波的干扰而影响其正常的工作或减少其使用寿命. (8)谐波对人体的影响 从人体生理学来说，人体细胞在受到刺激兴奋时，会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转，其频率如果与谐波频率相接近，电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场。
2、谐波治理是企业发展的需求 电能管理、电力分配和电力品质、负载设计等问题已成为影响企业生产经营的又一重要因素，因电能管理、电力分配不合理和电力品质不佳等问题造成的设备故障率上升、产品品质下降、设备增容成本增加的问题已成为企业又一制约发展和赢利的成本。 同时，中国企业侧的电能使用效率却极低，我们每创造一个GDP单位的收益，所用去的电耗，是发达国家的3－5倍。电能使用密度过大，电耗高度密集，使得一些企业的成本过高，产品不具备国际和市场竞争力。
三、谐波治理改造方案的要求 目 的：在满足生产工艺的情况下，以消除谐波为目的。全面考虑节能降耗的方法和途径，降低用电系统电费成本，提升设备使用效率；选择设备简洁、种类尽量少是这次方案设计的一个基本目标。本次设计方案的优劣直接会影响相关设备的操作和维护，而系统的复杂程度也随之会有变化，因此，设计的每一个细节都需考虑到将来实施、操作、管理、维护的每一个层面。 兼容性：考虑到生产工艺的需要，电效控制柜设备独立，不依赖于原有系统，出现问题能及时脱离原操作系统。 维护性：操作简单，设备安装维护简洁，以并联方式进行连接。保证控制系统的相互操作性、关联性，并易于维护、管理和扩充。 综合效益：包括可以提高电机的实际功率因数、降低线损、减少电机的损坏率、换修率、延长设备的维修周期和使用寿命等，从而提高设备使用效率，提升企业的竞争力。
四、谐波治理技术方案 第一部分：测试目的及仪表简介： 谐波测试目的：了解无功、谐波的基本情况并进行电气数据分析。 测 试 仪 器 ：（FLUKE43B电能质量分析仪） 监测及记录电力质量，当问题出现时分析它产生的原因，电力质量故障诊断功能最全面的仪器，测量功率因数，突升，突降，闪变，谐波分析到50次，高频瞬态测量，检测及波形显示。 设备技术参数 ;·电压精确度: 0.2%+0.1 电流精确度: 0.5%+0.1
第二部分：数据测试及分析
1. 煅烧车间配电系统由2台容量800kVA变压器供电，电压等级为400V，各变压器配电系统下负荷基本相同，三相运行电流、电压基本平衡，系统有变频器12台.各配电系统负载设备有锅炉引风机132KWⅹ2台、大窑引风机45KWⅹ2台、小窑引风机55KWⅹ2台,还有一些小功率设备和照明设备。变压器根据生产需要提供3种供电方式; (1).开一备一运行, 闭合母线. (2).2台同时独立运行,断开母线. (3). 开一备一运行, 断开母线. (这种运行方式较少出现)
