一、谐波的定义

国际普遍定义谐波为：”谐波是一个周期电气量的正弦分量，其频率为基波频率的整数倍”。

二、谐波的产生

向电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波的电气设备，叫谐波源。谐波产生的原因主要有：来自客户的非线性负载(包括：变频调速装置、电弧炉、电气化铁路);来自系统内电气设备的影响(变压器中的空载电流、电抗器等)。随着电力电子技术的发展，配电网中整流器、变频调速装置、电气化铁路和各种电子设备的大量推广应用，产生大量谐波，严重污染电网，这已成为电力系统的一大公害。由于谐波加剧了电网中电压电流波形畸变水平，导致多种不良效应。因此治理谐波污染已成为当务之急。

三、谐波产生的危害

(一)谐波可以引起电力系统的谐振

当电力系统发生谐波时可以引起电力系统局部的并联或者串联谐振，将造成系统中变电站内的电气设备产生附加的谐波损耗，引起电力变压器、电容器、电抗器等设备发热，损坏，加速其绝缘材料的老化程度;造成互感器等设备损坏;造成断路器电弧熄灭时间延长，影响断路器的正常开断容量;造成继电保护或自动装置误动作;影响通信系统的正常工作，降低通信质量等危害。

(二)造成电容器、电抗器过热损坏

l、造成电容器过热损坏

当配网系统非线性用电负荷比重较大，并联电容器组投入时，当电容器组的谐波容抗与系统等效谐波感抗相等而发生谐振时，引起电容器谐波电流严重放大使电容器过热而导致损坏。同时，谐波使工频正弦波形发生畸变，产生锯齿状尖顶波，易在绝缘介质中引发局部放电，长时间的局部放电也会加速绝缘介质的老化、自愈性能下降，而容易导致电容器损坏。

2、造成电抗器过热损坏

当系统发生谐波时，谐波电流将使电抗器的铜耗增加，导致局部过热、振动，噪声增大等;谐波电压引起的附加损耗使电抗器的磁滞及涡流损耗增加，影响电抗器绝缘的局部放电和介质增大;励磁电流中含谐波电流，引起合闸涌流中谐波电流过大，对安全运行将造成威胁。

(三)造成同步(异步)电动机过热振动

1、造成同步电动机过热振动

高次谐波旋转磁场产生的涡流，使旋转电机的铁损增加，使同步电机的阻尼线圈过热，感应电机定子和转子产生附加铜损。高次谐波电流还将引起振动力矩，使电机转速发生周期性变化。畸变电压作用时，电机绝缘寿命将缩短。

2、造成异步电动机过热振动

异常运行时负序阻抗很小，相当于电机的起动阻抗，所以很小的负序电压就会在电机中产生很大的负序电流。负序电流使绕组铜损局部增大，引起局部过热，将造成异步电机的烧毁，同时，负序电流产生的反向放置磁场引起电机振动和噪声。

(四)谐波对电能计量装置的影响

常用电能表计量不是只计基波功率，也不是只计基波和谐波功率，而是介于两者之间。只计基波电量，对非线性用户将少计电量，而对线性用户多计电量。基波与谐波综合作用下的所计电量，同基波结论相反。所以为了纠正计量误差，在仅计基波电量时要求k"=0，考虑基波和谐波电量时要求k"=l。

谐波电流还能引起三相四线回路中的中性线载。过去非线性负载较少，人们不重视谐波载的危害，普遍认为三相四线回路内的中性线只通过三相不平衡电流，其值甚小，中性线截面只取相线截面的1/2甚至1/3。但在现时谐波电流特别是三次谐波电流大增的电气回路中，这一做法将造成中性线的严重载。中性线严重载使绝缘劣化变色的隐患现象屡见不鲜，由此引起的电气短路火灾事故也屡有所闻，为此我国电气设计规范已规定有放大中性线截面的要求。E2K-X4ME2欢迎光临

四、仰制谐波的'措施

(一)广泛采用滤波器，仰制谐波源

抑制电力系统的谐波，在谐波源处采取抑制措施是*有效的。依据谐波的限制标准或规定，采取必要的措施来限制谐波注入电网的谐波电流，将谐波电压抑制在容许的范围之内，以确保系统的稳定运行。滤波器是利用电容、电感和电阻构成串联谐振的原理，在谐振频率处形成接近于零的低谐波阻抗，如三次谐波滤波器，调谐至三次谐波频率处的阻抗接近于零。此时谐波电流均从滤波器的低阻抗中分流，从而抑制注入电力系统的谐波电流。在谐波源处装设滤波器是很普遍的措旆，一般应用的无源滤波器和新开发的有源滤波器均在使用。

滤波器有单调谐滤波器、双调谐滤波器和高通滤波器。单调谐滤波器用于吸收单一次数的谐波。双调谐滤波器用于吸收两个次数的谐波，用于滤除特定频率处的谐波，即为电容、电感的串联谐振电路。高通滤波器用于吸收某一次数及以上的各次谐波。

有源滤波器利用开断晶闸管构成整流电路，来达到谐波补偿的目的。有源波波器实际上是一个特殊的谐波源，其用来抵消负荷谐波。基本结构可分为五部分;谐波电流检测部分用于检测负荷电流中的谐波成分;控制系统将检测负荷谐波电流与逆变器的输出电流相比较，发出谐波电流控制投切信号;逆变器将直流电源的直流电流或直流电压转换成宽度可以调制的高频脉冲电流;直流电源做为逆变器的工作电源使用;输出部分将逆变器输出的宽度不等的高频脉冲，用滤波器滤除其高次谐波成分，得到与负荷谐波电流畸变波形相等且反相位的补偿电流。

(二)改造换流设备，消除谐波影响

目前大型换流装置一般用24相整流，个别有48相整流。相数太多，降低谐波效果又并不太明显，反而使设备复杂化，经济上不一定合算。所以适当增加脉冲数能减小谐波电流。如两个6个脉冲三相整流桥，分别用Y，y12和Y，dll的电源变压器移相30。，组合成12相换流器。

交流电压变化一个周期时，直流电压的脉动周波数(脉冲数)由两个移相30。的6脉冲迭加为12脉冲。两6脉冲换流器原有的n=12m+5和n=12m+7 (m=0，l，2，3…)次，如5、7、17、19.-次谐波全部成对抵消，这些谐波仅在6脉冲整流桥的一次侧形成环流，而不注入系统。用此种方法改造换流设备投资不多，而对消除谐波十分有效。

(三)串联电抗器抑制谐波

当并联电容器组附近有谐波源，谐波电流过规定允许值时，应在回路中设置串联电抗器的抑制谐波电流，并限制合闸时的涌流。一般电网中以5次谐波为大，电抗器电抗率常取6%，若用于抑制3次谐波电流，则取13%。但在基波情况下，并联电容器组的补偿无功作用分别要抵消6%和13%。为此，电抗率也有取5%和12%，分流滤波的作用较好，电抗率4.5%和11.5%的滤波效果更好。

谐波造成的危害是众所周知的，是全世界共同存在的问题，治理谐波一要大家共同努力，二要研制新的仰制谐波的措施和设备。抑制谐波各国科学家进行了富有成效的研究，取得了令人兴奋的成果，随着科技不断向前发展，抑制谐波的设备、设施会不断出现，应用于实际工作中，减小或消除谐波的危害程度。

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