电力谐波对电网影响的探讨及改进措施分析

董海宾

摘 要：通过对电力系统当中所发生的谐波的原因以及各种应对措施的研究分析，结合当前该领域的相关法律文件，以及再该领域已经取得的成果，相关经验，展开具体的调查以及相关研究，根据“源头抑制，全网控制”提出谐波治理领域有针对性的一些方法与手段，并更重视管理网络谐波的规划和监控，强化电网工作时的随时控制；强化谐波抑制，对发现的谐波源进行治理，降低谐波在电网工作中的不利作用。

关键词：电力谐波 电网影响 探讨 改进措施

中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0073-02

1 电力谐波概述

1.1 电力谐波的来源

首先是电源的质量不够，容易产生谐波，一般发电机所用的三相绕组在进行制作的时候无法实现一种绝对的对称，并且铁心难以实现一种完全的均匀，此外还有一些其他的原因很容易产生谐波，不过通常情况下所产生谐波数量并不多。

其次是输配电系统出现谐波。一般谐波在输配电系统之中大多会由于电力变压器出现，由于受到了来自变铁心以及磁化曲线的影响，再加上经济因素在变压器设计过程当中的影响力，因此它的工作磁密大多都会选择曲线的近饱和段位置，从而使得磁化电流呈现出一种尖顶的波形形状，也就带有了奇次谐波。谐波的大小姜在深大程度上受到来自磁路结构以及铁心的影响。其中铁心所具有的饱和程度越高，并且变压器所选择的工作点偏离越远，就会产生愈强的谐波电流。

再次是由于用电设备引发出来的谐波，此处所说的设备大多是晶闸管整流设备。随着时间的推移，目前晶闸管整流正在涉足大量的领域之中，从而带给了电网相当数量的电流谐波。众所周知，晶闸管的整流装置所使用的控制方式是移相，吸收来自于电网的缺角正弦波，把另一部分留给电网，也就很可能会在此部分中存有数量众多的谐波。若整流装置选择的是单相整流电路，那么在链接感性负载的时候大多出现的电流多属于奇次谐波，并且三次谐波的含量达到了基波的三成左右。一般在接容性负载的时候，大多就会存在奇次谐波电压，而伴随着电容值的逐步增大，谐波的含量也正呈现出一种增大的趋势。如果说所选整流装置是三相的全控桥整流器，那么变压器的原边与整条线路可能有至少5次奇次的谐波电流；若整流器脉冲达到12，则是少有11次奇次谐波电流。结合数据统计显示产生于整流装置的谐波大概可以占到全部的四成左右，是当之无愧的最大谐波源。

1.2 电力谐波的危害

经过大量的谐波电流流入电网，电网阻抗产生谐波降压问题，并出现电网叠波积压，这主要就是因为电网的电压产生畸变引起的，进而严重影响到电能的质量。在公用电网内注入的谐波大于预先设定的数值的时候，有很大几率干扰电网正常的运行，严重的会给电气设备带来损伤。在某些时期谐波能致使非常突出的谐波电流，不但能让设备接入的电网无法正常运行，严重的还可引发故障，也让供电系统的中性线电流超过负载导致对供电系统的传送产生不利影响。

1.2.1 对变压器的影响

对变压器的影响为可能造成铜耗的大幅度增多，尤其是三次或三次倍数的谐波，在三角电容相连后容易形成绕组环流进行使线圈过热。变压器绕组的星形连接的接地中性点，并配备有较大的电容接地中性点，并联电容器网格或当分配则可产生三次谐振，变压器的附加损耗受此影响就会大大的增加。

1.2.2 对电力电容器的影响

当谐波电压提升时，往往可导致电容器更快老化，也就使损耗的系数不断增加，造成更高的附加损耗，易引起电容器出现故障，进而使电容器寿命缩短。另外，当电容以及电网感抗构成了谐振回路的时候，谐振频率接近谐波的分量频率，则谐波电流就会更大，进而造成电容器的过热以及电压的过载等等问题，影响设备的运行。

1.2.3 谐波对电网的影响

本文在此处以变压器为例，对于实际的工作当中的变压器的谐波损耗值进行比较详细的分析。一般来说，在实际工作当中常常会利用的公式正是借助如下形式进行计算：

结合公式，不难看出，当出现不同的谐波电流畸变率时，往往变压器的谐波损耗也会不同。例如S9-400/10型变压器，这一情况下它的谐波损耗情况经过计算大致结果如（表1）表示。

结合（表1）不难看出，伴随谐波电流畸变率的逐步增大，带来的是变压器谐波损耗的逐步增大，极易造成严重的变压器效率损失问题。

2 改进措施

2.1 构建电能质量监控平台

本文认为应当构建电能质量事故以及分析处理相关档案，对电能质量事故进行分类统计，并及时的处理统计结果，强化电能质量方面的信息管理。至于供电网络的所有电能的质量状况和一些用电大客户电能的质量状况进行全面了解与跟踪，并积极寻求的有效措施展开持久的在线监控。及时选择一些有代表性的监测点展开、全天候电能质量在线监控，借此实现对系统内一些重要节点各类型电能质量参数的监控，此外还能够结合这些重要节点数据进而完成对整个系统基本电能质量的监控评估。及时分析历史信息，为后期查找电网事故提供重要的参考数据，从而避免乃至于大大降低电力系统事故的可能性。

2.2 优化供电环境

2.2.1 加强电网谐波治理规划管理

展开电网谐波治理必须结合科学发展观，综合已经指定的电网总体规划以及国民经济和社会层面的宏观发展规划，各项资源使用以及环保方面的规划等，对当前电力发展的环境展开全方位分析，实现电网以及电源之间的高度协调。

2.2.2 谐波源专线供电，集中治理

伴随着工业的逐步发展，10KV出线的非线性负荷接入不可避免。大量的中小企业负荷规模虽然小，但凝聚起来统计规模同样很大，它的运作应紧密结合市场，展开集中专项整治。

3 结语

谐波问题是一项需要长时间治理的工作，不仅需要大量的人力投入也需要大量的投资，不仅仅需要电力部门做好这项工作也需要其他相应部门的配合，为此这是一项需要多管齐下，多方合作的一个综合性工程，需要常抓不懈。

参考文献

[1] 毛政晖.配电网中谐波的影响和监测治理措施分析[D].浙江大学，2011.

[2] 李伟彬.有源电力滤波器在无功补偿与谐波抑制中的研究[D].武汉理工大学，2009.

[3] 谢易澎.电力系统谐波及其抑制技术的研究[D].大连理工大学，2008.endprint

摘 要：通过对电力系统当中所发生的谐波的原因以及各种应对措施的研究分析，结合当前该领域的相关法律文件，以及再该领域已经取得的成果，相关经验，展开具体的调查以及相关研究，根据“源头抑制，全网控制”提出谐波治理领域有针对性的一些方法与手段，并更重视管理网络谐波的规划和监控，强化电网工作时的随时控制；强化谐波抑制，对发现的谐波源进行治理，降低谐波在电网工作中的不利作用。

关键词：电力谐波 电网影响 探讨 改进措施

中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0073-02

1 电力谐波概述

1.1 电力谐波的来源

首先是电源的质量不够，容易产生谐波，一般发电机所用的三相绕组在进行制作的时候无法实现一种绝对的对称，并且铁心难以实现一种完全的均匀，此外还有一些其他的原因很容易产生谐波，不过通常情况下所产生谐波数量并不多。

其次是输配电系统出现谐波。一般谐波在输配电系统之中大多会由于电力变压器出现，由于受到了来自变铁心以及磁化曲线的影响，再加上经济因素在变压器设计过程当中的影响力，因此它的工作磁密大多都会选择曲线的近饱和段位置，从而使得磁化电流呈现出一种尖顶的波形形状，也就带有了奇次谐波。谐波的大小姜在深大程度上受到来自磁路结构以及铁心的影响。其中铁心所具有的饱和程度越高，并且变压器所选择的工作点偏离越远，就会产生愈强的谐波电流。

再次是由于用电设备引发出来的谐波，此处所说的设备大多是晶闸管整流设备。随着时间的推移，目前晶闸管整流正在涉足大量的领域之中，从而带给了电网相当数量的电流谐波。众所周知，晶闸管的整流装置所使用的控制方式是移相，吸收来自于电网的缺角正弦波，把另一部分留给电网，也就很可能会在此部分中存有数量众多的谐波。若整流装置选择的是单相整流电路，那么在链接感性负载的时候大多出现的电流多属于奇次谐波，并且三次谐波的含量达到了基波的三成左右。一般在接容性负载的时候，大多就会存在奇次谐波电压，而伴随着电容值的逐步增大，谐波的含量也正呈现出一种增大的趋势。如果说所选整流装置是三相的全控桥整流器，那么变压器的原边与整条线路可能有至少5次奇次的谐波电流；若整流器脉冲达到12，则是少有11次奇次谐波电流。结合数据统计显示产生于整流装置的谐波大概可以占到全部的四成左右，是当之无愧的最大谐波源。

1.2 电力谐波的危害

经过大量的谐波电流流入电网，电网阻抗产生谐波降压问题，并出现电网叠波积压，这主要就是因为电网的电压产生畸变引起的，进而严重影响到电能的质量。在公用电网内注入的谐波大于预先设定的数值的时候，有很大几率干扰电网正常的运行，严重的会给电气设备带来损伤。在某些时期谐波能致使非常突出的谐波电流，不但能让设备接入的电网无法正常运行，严重的还可引发故障，也让供电系统的中性线电流超过负载导致对供电系统的传送产生不利影响。

1.2.1 对变压器的影响

对变压器的影响为可能造成铜耗的大幅度增多，尤其是三次或三次倍数的谐波，在三角电容相连后容易形成绕组环流进行使线圈过热。变压器绕组的星形连接的接地中性点，并配备有较大的电容接地中性点，并联电容器网格或当分配则可产生三次谐振，变压器的附加损耗受此影响就会大大的增加。

1.2.2 对电力电容器的影响

当谐波电压提升时，往往可导致电容器更快老化，也就使损耗的系数不断增加，造成更高的附加损耗，易引起电容器出现故障，进而使电容器寿命缩短。另外，当电容以及电网感抗构成了谐振回路的时候，谐振频率接近谐波的分量频率，则谐波电流就会更大，进而造成电容器的过热以及电压的过载等等问题，影响设备的运行。

1.2.3 谐波对电网的影响

本文在此处以变压器为例，对于实际的工作当中的变压器的谐波损耗值进行比较详细的分析。一般来说，在实际工作当中常常会利用的公式正是借助如下形式进行计算：

结合公式，不难看出，当出现不同的谐波电流畸变率时，往往变压器的谐波损耗也会不同。例如S9-400/10型变压器，这一情况下它的谐波损耗情况经过计算大致结果如（表1）表示。

结合（表1）不难看出，伴随谐波电流畸变率的逐步增大，带来的是变压器谐波损耗的逐步增大，极易造成严重的变压器效率损失问题。

2 改进措施

2.1 构建电能质量监控平台

本文认为应当构建电能质量事故以及分析处理相关档案，对电能质量事故进行分类统计，并及时的处理统计结果，强化电能质量方面的信息管理。至于供电网络的所有电能的质量状况和一些用电大客户电能的质量状况进行全面了解与跟踪，并积极寻求的有效措施展开持久的在线监控。及时选择一些有代表性的监测点展开、全天候电能质量在线监控，借此实现对系统内一些重要节点各类型电能质量参数的监控，此外还能够结合这些重要节点数据进而完成对整个系统基本电能质量的监控评估。及时分析历史信息，为后期查找电网事故提供重要的参考数据，从而避免乃至于大大降低电力系统事故的可能性。

2.2 优化供电环境

2.2.1 加强电网谐波治理规划管理

展开电网谐波治理必须结合科学发展观，综合已经指定的电网总体规划以及国民经济和社会层面的宏观发展规划，各项资源使用以及环保方面的规划等，对当前电力发展的环境展开全方位分析，实现电网以及电源之间的高度协调。

2.2.2 谐波源专线供电，集中治理

伴随着工业的逐步发展，10KV出线的非线性负荷接入不可避免。大量的中小企业负荷规模虽然小，但凝聚起来统计规模同样很大，它的运作应紧密结合市场，展开集中专项整治。

3 结语

谐波问题是一项需要长时间治理的工作，不仅需要大量的人力投入也需要大量的投资，不仅仅需要电力部门做好这项工作也需要其他相应部门的配合，为此这是一项需要多管齐下，多方合作的一个综合性工程，需要常抓不懈。

参考文献

[1] 毛政晖.配电网中谐波的影响和监测治理措施分析[D].浙江大学，2011.

[2] 李伟彬.有源电力滤波器在无功补偿与谐波抑制中的研究[D].武汉理工大学，2009.

[3] 谢易澎.电力系统谐波及其抑制技术的研究[D].大连理工大学，2008.endprint

摘 要：通过对电力系统当中所发生的谐波的原因以及各种应对措施的研究分析，结合当前该领域的相关法律文件，以及再该领域已经取得的成果，相关经验，展开具体的调查以及相关研究，根据“源头抑制，全网控制”提出谐波治理领域有针对性的一些方法与手段，并更重视管理网络谐波的规划和监控，强化电网工作时的随时控制；强化谐波抑制，对发现的谐波源进行治理，降低谐波在电网工作中的不利作用。

关键词：电力谐波 电网影响 探讨 改进措施

中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0073-02

1 电力谐波概述

1.1 电力谐波的来源

首先是电源的质量不够，容易产生谐波，一般发电机所用的三相绕组在进行制作的时候无法实现一种绝对的对称，并且铁心难以实现一种完全的均匀，此外还有一些其他的原因很容易产生谐波，不过通常情况下所产生谐波数量并不多。

其次是输配电系统出现谐波。一般谐波在输配电系统之中大多会由于电力变压器出现，由于受到了来自变铁心以及磁化曲线的影响，再加上经济因素在变压器设计过程当中的影响力，因此它的工作磁密大多都会选择曲线的近饱和段位置，从而使得磁化电流呈现出一种尖顶的波形形状，也就带有了奇次谐波。谐波的大小姜在深大程度上受到来自磁路结构以及铁心的影响。其中铁心所具有的饱和程度越高，并且变压器所选择的工作点偏离越远，就会产生愈强的谐波电流。

再次是由于用电设备引发出来的谐波，此处所说的设备大多是晶闸管整流设备。随着时间的推移，目前晶闸管整流正在涉足大量的领域之中，从而带给了电网相当数量的电流谐波。众所周知，晶闸管的整流装置所使用的控制方式是移相，吸收来自于电网的缺角正弦波，把另一部分留给电网，也就很可能会在此部分中存有数量众多的谐波。若整流装置选择的是单相整流电路，那么在链接感性负载的时候大多出现的电流多属于奇次谐波，并且三次谐波的含量达到了基波的三成左右。一般在接容性负载的时候，大多就会存在奇次谐波电压，而伴随着电容值的逐步增大，谐波的含量也正呈现出一种增大的趋势。如果说所选整流装置是三相的全控桥整流器，那么变压器的原边与整条线路可能有至少5次奇次的谐波电流；若整流器脉冲达到12，则是少有11次奇次谐波电流。结合数据统计显示产生于整流装置的谐波大概可以占到全部的四成左右，是当之无愧的最大谐波源。

1.2 电力谐波的危害

经过大量的谐波电流流入电网，电网阻抗产生谐波降压问题，并出现电网叠波积压，这主要就是因为电网的电压产生畸变引起的，进而严重影响到电能的质量。在公用电网内注入的谐波大于预先设定的数值的时候，有很大几率干扰电网正常的运行，严重的会给电气设备带来损伤。在某些时期谐波能致使非常突出的谐波电流，不但能让设备接入的电网无法正常运行，严重的还可引发故障，也让供电系统的中性线电流超过负载导致对供电系统的传送产生不利影响。

1.2.1 对变压器的影响

对变压器的影响为可能造成铜耗的大幅度增多，尤其是三次或三次倍数的谐波，在三角电容相连后容易形成绕组环流进行使线圈过热。变压器绕组的星形连接的接地中性点，并配备有较大的电容接地中性点，并联电容器网格或当分配则可产生三次谐振，变压器的附加损耗受此影响就会大大的增加。

1.2.2 对电力电容器的影响

当谐波电压提升时，往往可导致电容器更快老化，也就使损耗的系数不断增加，造成更高的附加损耗，易引起电容器出现故障，进而使电容器寿命缩短。另外，当电容以及电网感抗构成了谐振回路的时候，谐振频率接近谐波的分量频率，则谐波电流就会更大，进而造成电容器的过热以及电压的过载等等问题，影响设备的运行。

1.2.3 谐波对电网的影响

本文在此处以变压器为例，对于实际的工作当中的变压器的谐波损耗值进行比较详细的分析。一般来说，在实际工作当中常常会利用的公式正是借助如下形式进行计算：

结合公式，不难看出，当出现不同的谐波电流畸变率时，往往变压器的谐波损耗也会不同。例如S9-400/10型变压器，这一情况下它的谐波损耗情况经过计算大致结果如（表1）表示。

结合（表1）不难看出，伴随谐波电流畸变率的逐步增大，带来的是变压器谐波损耗的逐步增大，极易造成严重的变压器效率损失问题。

2 改进措施

2.1 构建电能质量监控平台

本文认为应当构建电能质量事故以及分析处理相关档案，对电能质量事故进行分类统计，并及时的处理统计结果，强化电能质量方面的信息管理。至于供电网络的所有电能的质量状况和一些用电大客户电能的质量状况进行全面了解与跟踪，并积极寻求的有效措施展开持久的在线监控。及时选择一些有代表性的监测点展开、全天候电能质量在线监控，借此实现对系统内一些重要节点各类型电能质量参数的监控，此外还能够结合这些重要节点数据进而完成对整个系统基本电能质量的监控评估。及时分析历史信息，为后期查找电网事故提供重要的参考数据，从而避免乃至于大大降低电力系统事故的可能性。

2.2 优化供电环境

2.2.1 加强电网谐波治理规划管理

展开电网谐波治理必须结合科学发展观，综合已经指定的电网总体规划以及国民经济和社会层面的宏观发展规划，各项资源使用以及环保方面的规划等，对当前电力发展的环境展开全方位分析，实现电网以及电源之间的高度协调。

2.2.2 谐波源专线供电，集中治理

伴随着工业的逐步发展，10KV出线的非线性负荷接入不可避免。大量的中小企业负荷规模虽然小，但凝聚起来统计规模同样很大，它的运作应紧密结合市场，展开集中专项整治。

3 结语

谐波问题是一项需要长时间治理的工作，不仅需要大量的人力投入也需要大量的投资，不仅仅需要电力部门做好这项工作也需要其他相应部门的配合，为此这是一项需要多管齐下，多方合作的一个综合性工程，需要常抓不懈。

参考文献

[1] 毛政晖.配电网中谐波的影响和监测治理措施分析[D].浙江大学，2011.

[2] 李伟彬.有源电力滤波器在无功补偿与谐波抑制中的研究[D].武汉理工大学，2009.

[3] 谢易澎.电力系统谐波及其抑制技术的研究[D].大连理工大学，2008.endprint