谐波分析

谐波是什么意思引言：在日常生活中，我们常常会听到关于谐波的概念，无论是在物理学、音乐领域，还是在电力传输和振动分析等领域中，谐波都扮演着重要的角色。

但是，对于一般人来说，谐波究竟是什么意思？为了更好地理解和解答这个问题，本文将深入探讨谐波的定义、产生机制以及它在不同领域的应用。

一、谐波的定义和特点谐波是指一个波动现象中所包含的频率是基频（或基波）频率的整数倍。

通俗地说，谐波是原始波的倍频或倍数倍振荡，这种倍数关系使得谐波以一种特定的规律在时间和空间中重复出现。

在物理学中，谐波可以说明各种波动现象，例如机械波、电磁波和声波中的波动。

取绳波（或弦波）为例，当弦上产生一定频率的波动时，根据波动方程的解析解，可以得到多个频率的谐波（或泛音）。

每一个谐波都对应着不同的频率和振幅，它们共同构成了泛音序列。

二、谐波的产生机制谐波的产生通常是由于一些物理或者工程系统的非线性特性。

例如，当弹簧振子超过一定振幅时，会发生非线性变形，进而产生谐波。

同样，电力系统中的非线性负载、电力电子设备以及工业机械设备的启停等，都可能激发谐波的产生。

在音乐中，乐器演奏也会产生谐波，对应于不同谐波的能量分布会产生音色的差别。

例如，对于同一个乐器弹奏的不同音调，其基频是相同的，而谐波的存在则使得不同音调的音色有所区别。

三、谐波在不同领域的应用1. 物理学中的应用：谐波在物理学中具有广泛的应用，对于波动现象的研究非常重要。

谐波分析可以帮助我们了解波动系统的性质，从而优化设备的设计和性能。

同时，谐波的研究还有助于探索波动现象的规律和机制。

2. 电力工程中的应用：在电力系统中，谐波是电能传输和配电过程中的一项重要问题。

非线性负载、电力电子设备以及对称性破坏等都可能引起谐波污染，对电力设备和系统造成不良影响。

因此，谐波分析在电力工程中具有重要意义，可以帮助预防和解决谐波问题，保障电网的稳定运行。

3. 音乐领域中的应用：谐波在音乐领域中也扮演着重要的角色。

谐波检测方法谐波是指在正弦波中，频率是基波频率的整数倍的波。

在电力系统中，谐波是一种常见的问题，它会导致电气设备的过热、损坏甚至系统的不稳定。

因此，对谐波进行有效的检测和分析是非常重要的。

本文将介绍几种常见的谐波检测方法。

首先，最常用的方法是使用谐波分析仪进行检测。

谐波分析仪是一种专门用于检测电力系统中谐波的仪器，它可以测量各次谐波的幅值、相位和频率，帮助工程师们全面了解系统中的谐波情况。

通过谐波分析仪的检测数据，可以快速准确地定位谐波源，并采取相应的措施进行治理。

其次，另一种常见的谐波检测方法是使用数字保护装置进行在线监测。

数字保护装置在电力系统中起着重要的作用，它不仅可以对系统的电气参数进行监测和保护，还可以实时检测系统中的谐波情况。

通过数字保护装置的在线监测，工程师们可以及时发现系统中的谐波问题，并进行相应的调整和控制，确保系统的安全稳定运行。

另外，还有一种比较简单粗暴的方法是使用示波器进行检测。

示波器是一种常见的通用仪器，它可以显示电压和电流随时间变化的波形图像。

通过观察波形图像，工程师们可以初步判断系统中是否存在谐波，并大致了解谐波的频率和幅值。

虽然示波器不能像谐波分析仪那样精确地测量各次谐波的参数，但在一些简单的情况下，也可以发挥一定的作用。

最后，还有一种比较新颖的方法是使用智能电网技术进行谐波检测。

智能电网技术是近年来发展起来的一种新型技术，它可以实现对电力系统的智能监测和控制。

通过智能电网技术，工程师们可以实时监测系统中的谐波情况，并利用智能算法进行分析和预测，为系统的稳定运行提供有力的支持。

总之，谐波检测是电力系统中非常重要的一环，它关乎着系统的安全稳定运行。

针对不同的情况，工程师们可以选择合适的方法进行谐波检测，及时发现和解决系统中的谐波问题，保障电力系统的正常运行。

希望本文介绍的几种谐波检测方法能够为工程师们在实际工作中提供一定的参考和帮助。

单相SPWM逆变桥输出电压的谐波分析引言：单相SPWM逆变桥是一种常见的交流电源变换器，广泛应用于工业控制中。

在SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）逆变桥中，通过调整PWM信号的占空比，控制输出电压的大小和频率，以实现对交流电源的变换。

本文将对单相SPWM逆变桥输出电压的谐波进行分析。

一、单相SPWM逆变桥的工作原理逆变桥的工作原理如下：1.当M1和M2导通时，上管形成导通通道，电流从正极流向负极，输出电压为正向。

2.当M3和M4导通时，下管形成导通通道，电流从负极流向正极，输出电压为反向。

3.M1和M4、M2和M3也可以同时导通，此时两个导通通道是时序互补的，可以形成全桥逆变，输出电压的极性可以根据控制信号决定。

由于PWM的调制方式是基于三角波的频率调制，所以输出电压将会产生谐波。

具体的谐波分析如下：1.基波分量：基波是输出电压中频率最低的正弦波分量，其频率由所选择的PWM三角波频率决定，一般为50Hz或60Hz。

2.谐波分量：谐波分量是输出电压中频率高于基波的正弦波分量。

根据上述逆变桥的工作原理，谐波的频率为输入直流电压频率的奇次谐波。

具体的谐波分量数值与具体的控制策略有关，下面分析两种常见的输出电压控制策略。

（1）三角波PWM在三角波PWM控制下，PWM信号的占空比根据三角波的振幅决定。

当PWM信号的占空比为0.5时，输出电压为基波分量的峰值。

当PWM信号的占空比为0或1时，输出电压为0。

所以，在三角波PWM控制下，逆变桥输出电压只包含基波分量。

（2）正弦PWM在正弦PWM控制下，PWM信号的占空比与正弦波的幅值成正比，所以逆变桥输出电压中包含基波分量和谐波分量。

根据正弦PWM的控制方法不同，谐波分量的大小也会有所变化。

三、单相SPWM逆变桥输出电压的谐波抑制措施为了减小逆变桥输出电压中的谐波分量，常采用以下措施进行抑制：1.增加PWM的频率：增加PWM的频率有助于减小谐波分量的幅值，提高输出电压的质量。

谐波分析报告报告编号：HA-2021-001报告时间：2021年5月10日报告人：XXX公司电力设计研究院摘要：本报告主要对XXX变电站进行了谐波分析，通过测量数据和分析，发现变电站内存在谐波扰动，且谐波含量较高。

我们提出了相应的措施，以减轻谐波扰动对电力质量带来的影响。

一、谐波分析1.1 测点布置本次谐波分析以XXX变电站为研究对象，共设立4个测点，分别布置于主变、母线、电容器组和主变出线。

如下图所示：[插入布置图]1.2 测量数据通过谐波分析仪进行谐波测试，得到测量数据如下表所示：[插入数据表]1.3 谐波分析根据测量数据，我们对变电站的谐波情况进行了分析。

测试结果显示，变电站内谐波含量较高，其中3、5、7次谐波含量占比较大，分别为15.24%、26.98%、33.76%。

此外，还存在较多的9次、11次、13次等高次谐波，占比分别为7.09%、6.62%、5.34%。

这些谐波扰动将会对电力质量产生一定影响。

二、措施建议2.1 添加滤波器针对电容器组及其电抗器，我们建议添加谐波滤波器。

通过滤波器来控制电容器组及其电抗器的谐波电流，减少谐波扰动。

2.2 替换谐波产生源变电站内谐波扰动的主要产生源为电容器组、逆变器及大功率电子设备。

建议对这些设备进行替换，选择质量更好的设备，以减少谐波的产生。

2.3 增加接地电阻适当增加接地电阻，以减少谐波在地网中的扩散。

三、结论本次谐波分析显示，XXX变电站内存在较高的谐波含量，将对电力质量产生一定影响。

建议采取上述措施，减轻谐波扰动对电力质量的影响。

同时，在以后的运营中，应定期对变电站进行谐波监测，及时发现故障并进行处理。

谐波分析一、谐波的相关概述谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般来说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，其实谐波是一个正弦波分量。

谐波产生的根本原因是非线性负载造成电网中的谐波污染、三相电压的不对称性.由于非线性负荷的存在,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。

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。

电力系统中的谐波源主要有以下几类：（1）电源自身产生的谐波.因为发电机制造的问题，使得电枢表面的磁感应强度分布偏离正弦波，所产生的电流偏离正弦电流。

(2）非线性负载，如各种变流器、整流设备、PWM变频器、交直流换流设备等电力电子设备。

(3）非线性设备的谐波源,如交流电弧炉、日光灯、铁磁谐振设备和变压器等。

二、谐波的危害谐波对电力系统的危害主要表现在:（1)谐波使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率.（2)谐波影响各种电气设备的正常工作。

(3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，引发严重事故.（4）谐波会导致继电保护和自动装置误动作,并使电气测量仪表计量不准确。

（5）谐波对临近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声,降低通信质量；重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。

三、谐波的分析由于谐波导致的各种各样的事故和故障的几率一直在升高,谐波已成为电力系统的一大公害.我国对于谐波相关工作的研究大致起源于20世纪80年代。

我国国家技术监督局于93年颁布了国家标准《电能质量-—公用电网谐波》(GB/T 14549—1993）。

该标准对公用电网中各个等级的电压的限用值、电流的允许值等都做了相应的规定，并以附录的形式给出了测量谐波的方法和数据处理及测量仪器都作了相应的规定。

电力系统中的谐波与电磁干扰分析导言：电力系统是现代社会运转的重要基础设施之一，但在其运行过程中，常常会面临谐波和电磁干扰的问题。

谐波是指电力系统中出现的频率是基波频率的整数倍的电压或电流成分，而电磁干扰则是指电力系统中的电磁波辐射对其他电子设备和通信系统的干扰。

本文将深入分析电力系统中的谐波和电磁干扰的原因、危害以及相应的解决方法。

一、谐波的形成和危害1. 谐波的形成谐波是由于非线性负荷在电力系统中的存在引起的。

非线性负荷如电子电器、电感、电容等设备，在工作时会产生非线性电流，在电源电压的作用下，会将谐波电流注入电力系统中。

这些谐波电流会使电力系统中的电流波形变成失真的非正弦波形。

2. 谐波的危害谐波对电力系统和设备都会造成一定的危害。

首先，谐波会引起电力系统中的电流和电压的失真，导致电能质量下降。

其次，谐波会引发电力系统中的共振问题，进而损坏电容器、互感器等设备。

此外，谐波还会导致电力系统中的电机运行不稳定，降低设备的寿命，甚至引起设备的故障和损坏。

因此，谐波问题应引起足够的重视。

二、电磁干扰的产生和危害1. 电磁干扰的产生电磁干扰是电力系统中的电磁波辐射对其他电子设备和通信系统的干扰。

电力系统中各种设备和传输线路中的电流和电压会产生电磁场，这些电磁场以无线电波的形式辐射出去，与其他设备和系统产生相互作用，引起电磁干扰问题。

2. 电磁干扰的危害电磁干扰会带来许多危害。

首先，电磁干扰会影响通信系统的正常运行，导致通信中断、信息传递错误等问题。

其次，电磁干扰会影响其他电子设备的正常工作，引起设备的故障和损坏。

此外，电磁干扰还可能对人体健康造成一定的影响，引起生理和心理方面的问题。

三、谐波和电磁干扰的解决方法为了解决电力系统中的谐波和电磁干扰问题，可以采取以下方法：1. 谐波的解决方法（1）降低非线性负荷的影响：通过选用低谐波电器设备、采用滤波电容器等措施来减少非线性负荷对电力系统的谐波注入。

（2）滤波器的应用：在电力系统中安装合适的谐波滤波器，可以过滤掉谐波成分，减少谐波的产生和传播。

一二三谐波分析谐波分析定义 《电力名词》第二版定义：谐波分析是指将非正弦周期信号按傅里叶级数展成一系列谐波，以考察信号中各次谐波的幅值与相角等参量。

非正弦波里含有大量的谐波，不同的波形里含有不同的谐波成份。

在倍频器、变频器、乐器、音响、放大器……分柝各次谐波的分布；任何关于时间的周期信号都能展开成傅立叶级数，即无限多个正弦函数和余弦函数的和表示，这就是谐波分析的过程。

奇次谐波，指频率为基波频率的3、5、7……倍的谐波；偶次谐波，指频率是基波频率的2、4、6……倍的谐波。

对f(t)=-f(t+T/2)　的函数(T为函数周期)，偶次谐波及直流分量为0；对f(t)=f(t+T/2)　的函数，奇次谐波为0。

谐波危害 1、谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。

2、谐波影响各种电气设备的正常工作。

谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热。

谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以至损坏。

3、谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，这就使上述1和2的危害大大增加，甚至引起严重事故。

4、谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确。

5、谐波会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致住处丢失，使通信系统无法正常工作。

分析方法 满足一定条件（Dirichlet条件）的、以T为周期的时间的周期函数f(t)，在连续点处，可用下述的三角函数的线性组合（傅里叶级数）来表示： 上式称为f(t)的傅里叶级数，其中，ω=2π/T。

n为整数，n>=0。

n为整数，n>=1。

四 在间断点处，下式成立： a 0/2为信号f(t)的直流分量。

令 c 1为基波幅值，c n 为n次谐波的幅值。

c1有时也称1次谐波的幅值。

10kV系统的电压谐波分析南京供电公司计量中心曹根发摘要：本文对10kV小电流接地系统的电压谐波，由于10kV电压互感器中性点的消谐电阻，及接地变一侧的灭弧线圈等原因，而造成的错误测试结果，进行了分析，并针对这种现象提出改进的测试方法。

1.前言由于生产发展的需要和国家电力总公司及江苏省公司的要求，我市公司对所辖范围内的电网，配网电能质量，（电压谐波占有率）进行了一次普测、普查。

由于10kV配网系统采用了小电流接地的运行方式，10KV配网的电压互感器接线方式如图1所示。

在PT的一次侧中性点到地串接一只电阻，称消谐电阻。

此电阻一般由氧化锌阀片构成，在正常运行方式下，无电流通过此电阻。

一次侧中心点与地等电位。

近似与Y/Y型接法。

而主变接线方式则是Y/Δ型接法。

所以在10kV母线上并一只接地变，采用Y/Y型接法。

在变一侧中心点串一只电抗器，俗称灭弧线圈。

在10kV系统形成中心点接地的运行方式。

国标规定电压失谐率是相电压的谐波百分比含量做为判别限值的标准。

从而规范了测试信号是相电压，与之相应的测试设备的接线方式是“Y”型接法。

若取线电压为取样信号。

测试设备需按“△”接法，结果将造成取样信号中的3n次谐波被抵消，抵消量大小，与3n次谐波电压与同相的基波电压相位及相电压的不平衡度有关。

在普查进程中，我们发现有6座110kV变电站中的9条10kV母线严重超标。

共同特征是3次电压畸变率是造成超标的最主要因素。

其余各次谐波含量不大。

且占比例极低。

同时所有电压谐波超标的10kV母线，电压三相不平衡度也接近或超过国标值。

（国标Σu <2%）切除变电站10kV侧的补偿电容器组，仅五次谐波有所下降，三次谐波下降量不大总畸变率仍居高不下。

在10kV电源侧110KV测得，3次电压谐波仅有1%左右。

而在这9条母线供电范围内，并无大型工矿企业，和大型非线性生产用户。

基本负荷是大型商场、高层写字楼及居民小区。

仅照明、家用电器、电梯，难以形成如此高的仅以三次谐波为主要因素的电压畸变特征。

谐波分析(HarmonicAnalysis)第 21章谐波分析Harmonic Analysis因为电力电子设备的广泛应用,如变速驱动器,后备电源UPS,静态功率转换器等,电力系统电压和电流质量已经严重影响到很多领域。

在这些领域中除了基频外还有其它不同的频率存在会使电压和电流波形产生畸变。

通常是基波的整数倍,叫做谐波。

除了电力电子设备外,一些非线性设备或饱和变压器,荧光灯和双向离子变流器等也是影响电力系统质量的因素。

?欧特艾远东(南京)计算机技术有限公司 21-1 ETAP PowerStation 4.7 谐波分析简介电力系统谐波会导致一系列问题如设备过热,功率因数降低,设备性能破坏,保护设备不正常操作,通讯设备的干扰等,在这些情况下很可能导致电路共振,从而引发电力设备绝缘故障和其它设备的严重损坏。

更严重的是一个区域的谐波电流会渗透到系统电网或其它领域从而导致整个系统的电压和电流畸变。

随着电力系统中日益增多的使用电子设备,这种现象是电力质量方面主要考虑的问题。

可通过计算机仿真对电力系统谐波现象进行模拟和分析。

PowerStation谐波分析程序为你提供了精确模拟电力设备模型的最好工具,模拟依赖于频率的模型,非线性或其它在谐波源存在的情况下具有的特性。

该程序有两种分析方法:谐波潮流和谐波频率扫描,都是电力系统谐波分析中最流行并有效的分析方法。

综合使用这两种方法,可计算不同的谐波并与工业标准限制相比较,就可发现存在的和潜在的电力质量问题,以及与谐波相关的安全性问题。

发现问题的原因并设计不同的减缓问题和校正问题的方案。

PowerStation谐波潮流分析的主要功能如下: 普通和集成数据库三维数据结构,包括无限的图形显示、无限配置和多种数据修正版本环形,放射型或综合型系统带有多平衡母线的系统带有电岛子系统的系统有零阻抗支路的系统母连开关有带电母线和支路的系统根据运行温度自动调整电缆/线路电阻根据容限自动调整变压器阻抗根据容限自动调整限流电抗器阻抗多种负荷类型负荷调整系数完整的基本潮流计算基本潮流的自动变压器带载分接头设定依赖于频率的转子电机阻抗模型? 模拟非线性和依赖于频率的电缆/线路以及变压器阻抗其它电力系统设备和负荷模型变压器相移对谐波的影响电机和变压器绕组接法和接地形式对谐波的影响谐波电流输入方法正序、负序和零序谐波谐波次数可达 73次谐波电压源谐波电流源用户可扩展的谐波源库根据设备类型分类的用户可选择的谐波源欧特艾远东(南京)计算机技术有限公司 21-2 ETAP PowerStation 4.7 谐波分析简介以 IEEE为标准的不同谐波指标计算母线电压和支路电流的总 RMS值母线电压和支路电流的总 ASUM值母线电压和支路电流的总谐波畸变母线电压和支路电流的通讯干扰因数? 支路电流的 I*T 乘积不同形式的嵌入式谐波滤波器根据不同标准的自动滤波器规格计算检验并标识滤波器过载检验谐波滤波器的性能分析结果的单线图显示显示基本潮流,总和单个谐波畸变的滑动条查看并打印电压和电流波形图查看并打印电压和电流频谱图输入数据,基本潮流结果,电压和电流谐波指标的文本报告,谐波电压和电流表格可预设定格式的Crystal ?报告标识超过母线总体和单个谐波畸变极限的情况PowerStation谐波频率扫描分析的主要功能如下: 相同系统和设备模型的谐波潮流分析和基本潮流分析依赖于频率的模型的转子电机阻抗非线性和依赖于频率的模型的电缆/线性和变压器阻抗依赖于频率的模型的其它电力系统设备和负荷变压器相移电机和变压器绕组连接和接地方式不同形式的嵌入式谐波滤波器根据不同标准的滤波器规格计算用户自定义的频率扫描范围和步长分析结果的单线图显示在所选择的频率下用滑条显示母线输入阻抗幅值和相角可查看并打印的母线输入阻抗图形可查看并打印的母线输入阻抗相角图形? 输入数据、基本潮流结果的文本报告和母线输入阻抗幅值和相角的表格欧特艾远东(南京)计算机技术有限公司 21-3 ETAP PowerStation 4.7 谐波分析分析工具条21.1 分析工具条Study Toolbar处于谐波分析模式中时,谐波分析工具条显示在屏幕上。

间谐波介绍随着电力电子元件等非线性设备在电力系统中的广泛应用，由此而产生的谐波对电网的污染也越来越严重。

谐波问题已引起广泛关注。

通常的谐波一般指频率为工频（基波频率）整数倍的成分，而对非整数倍基波频率的成分则称之为间谐波。

1.DFT(FFT)分析间谐波应注意的问题1)在进行DFT(FFT)分析时，由于间谐波和谐波之间的频域宽度小于一个基波频率，故分析窗的宽度至少需要一个信号周期以上，即分析窗的宽度需要增加。

如果某一信号确实含有间谐波，分析时只要采样窗宽度选择恰当，就可以得到真正的间谐波。

例：有一信号：x(t)=sin(2π60t)+0.5sin(2π90t),这里60 Hz 是基波频率，90 Hz分量是介于基频和二次谐波之间的间谐波。

在用DFT(FFT)分析该间谐波问题时，为了得到90 Hz的频谱，需要取采样窗的宽度为两个信号周期（33.3 ms），即频率分辨率为30 Hz，这样分析就可以得到该信号中含有的90 Hz间谐波分量。

2)有些信号并不含有真正的间谐波，只是在进行DFT(FFT)分析时，由于频谱泄漏和栅栏效应而产生了一些额外的间谐波。

再如（1）中分析时采用的信号x(t)，如果把90Hz的间谐波频率改为100 Hz，采样窗口还是用两个信号周期（33.3 ms），即每隔30Hz就得到一个频率值，而100 Hz并不是30的整数倍，由于DFT（FFT）分析时是按30 Hz的整数倍进行采样的，所以就不能完整重复的采集到100 Hz分量，此即频谱泄漏现象，由此而产生了一些新的间谐波分量，实际上这些间谐波在原信号中并不存在。

由于频谱泄漏而使波形没有了重复性。

栅栏效应使得信号本身具有的一些间谐波被其它间谐波给淹没了。

又如上述的信号x(t)，设其含有100 Hz的间谐波，同样用两个信号周期的采样窗来分析。

那么栅栏效应就会使100 Hz的间谐波被淹没掉，而出现90 Hz的间谐波分量，实际上该90 Hz 的间谐波在原信号中是不存在的。

《电力系统谐波检测方法的分析与研究》一、引言随着电力系统的快速发展和广泛应用，电力系统中的谐波问题日益突出。

谐波不仅会影响电力系统的正常运行，还会对电力设备造成损害，甚至可能引发严重的安全事故。

因此，对电力系统谐波的检测方法进行分析与研究显得尤为重要。

本文将详细介绍电力系统谐波检测方法的相关内容，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、电力系统谐波概述电力系统中的谐波是指电压或电流波形偏离正弦波的成分。

谐波的产生主要源于电力系统中非线性负载设备的使用，如整流器、变频器、电弧炉等。

这些设备在运行过程中会产生谐波，导致电力系统中的电压和电流波形发生畸变。

谐波的危害主要表现在以下几个方面：影响电力设备的正常运行，降低设备使用寿命；增加线路损耗，降低电能传输效率；可能引发电力系统谐振，导致严重事故。

三、电力系统谐波检测方法1. 传统检测方法传统的电力系统谐波检测方法主要包括时域分析和频域分析。

时域分析法主要通过对电力系统中电压和电流信号进行实时采集和观测，分析其波形畸变情况。

频域分析法则是将电压和电流信号进行频谱分析，计算各次谐波的含量。

这两种方法虽然简单易行，但受到信号噪声和干扰的影响较大，检测精度较低。

2. 现代检测方法随着信号处理技术和计算机技术的发展，现代电力系统谐波检测方法逐渐兴起。

其中，基于傅里叶变换的检测方法是最常用的方法之一。

该方法通过对电压和电流信号进行傅里叶变换，得到各次谐波的幅值和相位信息。

此外，小波变换、神经网络、支持向量机等智能算法也被广泛应用于电力系统谐波检测中。

这些现代检测方法具有较高的检测精度和抗干扰能力，能够有效地提取电力系统中谐波信息。

四、常用谐波检测方法分析1. 基于傅里叶变换的检测方法基于傅里叶变换的检测方法是通过将电压和电流信号进行傅里叶变换，得到各次谐波的幅值和相位信息。

该方法具有算法简单、易于实现等优点，但需要较长的数据窗口，对实时性要求较高的场合不太适用。

电力系统中的谐波与畸变分析电力系统是现代社会中至关重要的基础设施之一，它为各行各业的正常运转提供了能源支持。

然而，在电力系统中，谐波和畸变的存在会给系统的稳定性和可靠性带来一定的影响。

因此，对电力系统中的谐波和畸变进行分析和研究是非常必要的。

1. 谐波的概念和产生原因谐波是指频率为整数倍于基波频率的电压或电流成分。

它们由非线性负载设备，例如电弧炉、变频器等产生，并通过电力系统传递。

谐波的产生主要是由于非线性电气负载设备对电力系统的电流需求不是正弦波形的结果，使得系统中存在额外的频率成分。

2. 谐波对电力系统的影响谐波会对电力系统产生一系列的负面影响。

首先，谐波会导致电力系统的额定电压和电流失真，使得设备的运行不稳定，并增加电力设备的损耗。

其次，谐波会引起变压器和电动机的振动和噪声，进一步降低设备的寿命。

最重要的是，谐波会对其他用户产生干扰并降低电力系统的供电可靠性。

3. 谐波与畸变的分析方法为了有效地分析电力系统中的谐波和畸变，需要使用一些专门的测试设备和算法。

目前，市场上有各种各样的谐波分析仪和畸变分析仪，可以用来监测和测量电力系统中的谐波和畸变。

基于这些测量数据，可以采用傅里叶变换、小波分析等数学方法，对谐波和畸变的频率和幅度进行分析和计算。

4. 谐波和畸变的治理措施为了降低电力系统中谐波和畸变的影响，需要采取一系列的治理措施。

首先，可以通过合理的设计和选择电气设备，减少非线性负载设备的使用，从源头上减少谐波的产生。

其次，可以采用滤波器、谐波抑制器等装置，对系统中的谐波进行衰减和消除。

此外，也可以通过改进电网的结构和增加电容器等手段，提高系统的电力质量，减少谐波和畸变的影响。

5. 谐波与畸变的国际标准随着对谐波和畸变问题的不断重视，国际上也陆续制定了相关的标准和规范。

例如，国际电工委员会（IEC）发布的IEC 61000系列标准，规定了电力系统中的谐波和畸变的测试方法和限值要求。

这些标准的制定和遵守，对于确保电力系统的稳定和可靠运行有着重要的作用。

工业与建筑物电气系统内谐波标准分析长沙有色冶金设计研究院蒋麦占1、引言本文只讨论工业工厂与建筑物电气系统内的谐波问题，不涉及电力待业的电力系统和铁路牵引，当然它与国家标准有关，“GB/T14549-93，电能质量，公用电网谐波”编写人之一林海雪先生，对该GB/T中存在的问题有全面分析。

本文将国际与IEC标准对照，并结合工和设计中有关执行标准的情况提出若干问题进行讨论，希望引起大家关注。

因为，谐波日益增多，但对谐波治理的整体概念和标准化管理的认识有许多问题值得探讨，主要表现在：（1）国家标准不完善，因此什么情况下需要治理，并不明确；（2）一些单位即使经过谐波治理，GB/T14549-93中也有附录D测量谐波的方法，数据处理及测量仪器，但有关谐波测量的知识并不普及，因此治理的效果究竟如何？由谁来负责验证并判断，是否确已达到治理的预期效果？（3）在工程设计阶段怎样评估产生谐波的严重程度，如何估算谐波的大小及如何应对？按照市场经济的趋势，谐波治理可以委托专业公司去实施，但是业主在验收时，面对如此很专业化的问题，由谁任作技术参谋呢？这里暂时不谈上述管理问题，先作技术上的一番探讨。

本文对上面三个问题的第1个问题——谐波标准进行讨论。

主要介绍IEC 有关标准（其中有少量已转化成GB）并和GB对比展开讨论。

2、IEC谐波标准所涉及的对象范围有关谐波的IEC标准是由电磁兼容委员会负责编制，已出版多本标准。

有些涉及到电气电子产品，现已为一些产品的谐波量设立发射限值；有些则是为工程即电气系统而编制的标准，例如设立谐波兼容水平时，则是归纳到低频传导骚扰中去的，它和下列骚扰一起讨论：电压波动和闪变、电压暂降和短时中断、不平衡、电源频率变化、50次以下谐波、更高频率（50次谐波以上）的电压分量、直流分量、瞬间过电压等等。

IEC标准在涉及电网谐波问题时，将电网分成两类：工业工厂网和公用网。

公用网可以是低压的，例如住宅楼、办公楼；也可以是35KV以下中压的/GB的谐波标准只涉及公用网，而将其电压延伸到66KV及110KV等级，IEC所指的工业电网是指35KV及以下电压等级，但不包括船舶、飞行器、近海平台与铁路的电源系统，因它们有自己的单独标准。

谐波分析计算及建议一、已知：P=1250KW V=6KV S= 100MV A(假设) 设定：α=30°（控制角） 重叠角γ=10°P----电机额定功率V----变电所进提升机房供电电压S----变电所母排短路容量二、6KV 电网等级电流（按最大启动电流：电流额定电流1.6倍计算）： A Id I 38.29260000750300066000/75061=⨯⨯⨯=⨯=ππ 三、计算各次谐波电流理论分析可知，12脉动理论上只有11次、13次、17次、19次谐波。

实际中其他次数的谐波含量有，但是很小。

1、11次谐波电流I 11=K h I 1/hI 11=0.078×292.38=19.94A ………………… ①2、13次谐波电流：I 13= K h I 1/hI 13=0.063×292.38=15.74A ………………… ②3、17次谐波电流：I 17= K h I 1/hI 17=0.04×292.38=3.44A ………………… ③4、19次谐波电流：I19= K h I1/hI19=0.03×292.38=2.31A…………………④5、其他次谐波：由于电网、触发脉冲等原因所致，理论分析5、7、17、19次谐波不存在,实际上仍然存在，但是实际也大大被抑制。

不会超过国家标准。

四、用户6KV母线（S= 100MVA）所允许的注入电网的各次谐波电流。

根据新国标GB/T14549-93：在100MVA时，允许：新I11=16A、新I13=13A、新I17=10A、新I19=9A 所以实际允许注入6KV电网的电流：I11实=16A …………………⑤I13实=13A …………………⑥I17实=10A …………………⑦I19实=9A …………………⑧五、结论(两种比较)1、按标书的技术指标1.1、比较①与⑤，②与⑥,③与⑦,④与⑧可知，11次、13次超过国家标准。

谐波的定义及测试方法谐波是指波形中频率相对于基波是整数倍关系的波动现象。

简单来说，谐波是由基波的震动而引起的次要波动。

在物理学中，任何复杂的周期函数都可以表示为一系列谐波的叠加。

谐波存在于各种波动现象中，包括电磁波、声波和机械波等。

对于周期性现象，如周期性机械振动和周期性电流，谐波是普遍存在的。

以下是一些测试谐波的方法：1.频谱分析仪：频谱分析仪是一种常用的测试设备，可以用于分析信号的频率成分。

通过连接信号源到频谱分析仪上，可以直观地查看信号的频率谱，进而观察和分析谐波的存在和强度。

频谱分析仪可以提供信号的幅度、相位和频谱等信息。

2.傅里叶变换：傅里叶变换是一种重要的数学工具，可以将时域信号转换为频域信号。

通过对信号施加傅里叶变换，可以得到信号的频率谱密度，并从中分析和提取谐波的信息。

傅里叶变换的实现可以使用数字信号处理算法，如快速傅里叶变换（FFT）。

3.声谱仪：声谱仪是一种专门用于声波频谱分析的设备。

通过将声音输入到声谱仪上，可以显示声音的频谱，并帮助我们观察和研究声音中的谐波。

声谱仪可以用于诸如音乐、语音和机械振动等领域的研究。

4.电力质量分析仪：电力质量分析仪是一种用于分析电力系统工作状态的设备。

通过连接到电力系统上，电力质量分析仪可以监测和记录电压、电流等参数，并进行频谱分析，以检测和识别电力系统中的谐波问题。

这些设备通常应用于电力行业和电力设备的故障排查。

除了上述方法外，还可以使用示波器、信号发生器和计算机等设备进行谐波的测试和分析。

这些工具和方法可以帮助我们全面了解信号中谐波的特性和影响，从而对信号进行优化和改善。

总之，谐波是波动现象中频率相对于基波是整数倍关系的次要波动。

通过使用频谱分析仪、傅里叶变换、声谱仪和电力质量分析仪等设备和方法，可以对谐波进行测试和研究，进而分析信号的频率结构和特性。

这些方法可以应用于各种波动现象的研究和工程应用中。

谐波状态空间一、引言谐波是指周期性的波形，它是由基波频率的整数倍频率组成的。

在电力系统中，谐波会对电力设备和系统产生不良影响，如降低设备寿命、降低系统效率等。

因此，研究谐波问题具有重要的理论和实际意义。

二、谐波分析方法1. 傅里叶级数法傅里叶级数法是将周期函数分解为一系列正弦函数或余弦函数的和，其中每个正弦函数或余弦函数就是一个谐波。

该方法适用于周期信号的分析。

2. 傅里叶变换法傅里叶变换法是将非周期信号分解为一系列正弦函数或余弦函数的积分形式，其中每个正弦函数或余弦函数就是一个谐波。

该方法适用于非周期信号的分析。

3. 矩阵法矩阵法是将电路中各元件所产生的各次谐波视为相互独立的量，建立起各次谐波之间的关系式，并通过求解矩阵方程组来计算各次谐波电压和电流。

三、谐波状态空间模型1. 基本概念谐波状态空间模型是指将电路中各元件所产生的各次谐波视为相互独立的状态量，建立起各次谐波之间的关系式，并通过求解状态空间方程组来计算各次谐波电压和电流。

2. 状态空间方程组状态空间方程组是由矩阵形式的电路元件阻抗、导纳或传输函数以及输入信号构成的一组微分方程。

在谐波分析中，将原始电路中的所有非线性元件用线性等效电路代替，然后利用矩阵法建立起各次谐波之间的关系式，最终得到状态空间方程组。

3. 状态转移矩阵状态转移矩阵是指描述系统在任意时刻下从一个状态到另一个状态之间的转移关系的矩阵。

在谐波分析中，通过求解状态空间方程组得到系统的响应函数，并利用响应函数构造出系统的状态转移矩阵。

4. 稳定性分析稳定性分析是指对于给定系统，在不同工作条件下对其稳定性进行评估。

在谐波分析中，可以通过计算系统传递函数的极点和零点来评估系统的稳定性。

四、谐波状态空间模型的应用1. 谐波分析谐波状态空间模型可以用于对电力系统中的谐波进行分析，从而得到各次谐波电压和电流。

通过分析各次谐波的大小和相位关系，可以评估系统的稳定性和安全性。

2. 谐波控制谐波状态空间模型可以用于设计谐波控制器，从而抑制电力系统中的谐波。