【电网谐波的产生及其危害分析2400字】

电网谐波的产生及其危害分析综述目录TOC\o"1-3"\h\u29452电网谐波的产生及其危害分析综述 1178841.1谐波的基本概念 1173031.2电网谐波的产生 11428（4）家用电器 229957（5）变流器 245181.3谐波的危害 31.1谐波的基本概念电力系统中存在非线性元件是电网中产生谐波的最主要原因。对于电力谐波而言，基波是指频率为50Hz的正弦波。与之相对应的，电力系统中的谐波不是标准的正弦波，不同谐波的频率、幅值和相位均不相同。总体而言，谐波可以分为奇次谐波和偶次谐两种。奇次谐波的频率是基波的奇数倍，而偶次谐波的频率是基波的偶数倍。电力系统中，这两种谐波对电网的影响不一样，绝大多数情况下，奇次谐波的危害要远远高于偶次谐波对电网的危害。因此，在对三相对称系统进行谐波分析时，一般不考虑偶次谐博，而只考虑奇次谐波。广义而言，由于电力系统中的电压波形和电流波形是由工频和其他频率叠加而成的，因此波形含量中除工频以外的其他频率所对应的成分都可以叫做谐波。根据这种广义的谐波概念，又可以把谐波分为“间谐波”、“次谐波”、“分数谐波”等。在目前的变频器中还存在着变频谐波，这种谐波主要特点是围绕在整数次谐波周围，但是属于非整次谐波。1.2电网谐波的产生电网的谐波产生主要有三个方面的原因：一是三相绕组存在一定的不对称性，即铁芯不具有较好的均匀性，这样可能使得电力系统在设计过程中存在一些谐波，但是这一因素产生的谐波是很少的；第二个原因系统中存在较多升降压变压器，这些变压器的非线性磁化曲线，导致了谐波的产生，通过实践测试得出这种类型的谐波主要是奇次谐波；第三个原因也是产生谐波最多的原因，电力系统中接入的非线性元件是系统谐波产生的最本质的来源REF_Ref26952\r\h[6]。当电流流过线性负载的时候，系统中的电压和电流将会呈现线性关系，电流与电压一样是正弦波，所以系统中不会有谐波出现；当电流通过系统接入的非线性元件时，此时产生的电流与相应元件施加的正弦电压之间是非线性的，从而导致了谐波的产生。下面介绍一些主要的非线性负载：（1）单相电容器组的开断大多数的电力系统中通常都会设置电力电子调速系统。这些系统中所应用的电力电子器件灵敏性是非常高的，尤其是对电压的变化特别灵敏，因此如果线路中发生此现象将会使线路中的保护装置误动作。又因为与中压母线连在一起的电容器件操作频繁，这样一来，发生跳闸事件的频率就会增大。电网中的电压互感器为了监视电力系统中对地的绝缘状况而引入了电压互感器。这些设备的铁磁在发生谐振时会产生过电压现象。这种过电压可能会使得电网发生故障，从而产生一定量的谐波。电弧炉电力系统中在利用电弧炉对原料加热时，不一定能保证加热原料时是同步的均匀的，这样就会使系统中的三相负荷失去平衡，从而导致谐波的产生。电弧炉运行的同时，由于某些原因还会使三相电源发生两相短路，产生的热量会使熔化的金属从电源上脱落下来，当产生的电弧熄灭时，导致了电源开路。这样反复的开短路，将导致用户端的电压不断波动，产生谐波。家用电器计算机、电视机、录像机和灯具等等，在这些家用电器中存在调压以及整流装置，这些装置会给电网带来较多的谐波污染，主要以奇次谐波为主。而在洗衣机、空调以及电风扇等家用设备，这些设备并没有产生谐波的调压装置或是整流装置，但是它们中均含有绕组，这些绕组中存在不平衡电流，进而也会产生谐波电流。尽管单个这些家用电器的功率都不大，但是由于其其数量众多，大量这类家用电器并入电网后会对也电网产生较严重的谐波污染。变流器变流器有两种类型，一种是逆变器，另一种是整流器。逆变器的主要是将直流电转换成交流电。而与此相反，整流器的主要功能则是将交流电转换成直流电。对于电路中的其他设备，可做理想化处理，如将二极管理想化，反向接入电路时，阻抗为无穷大，而在正向接入时阻抗较小，可以看作为零。当存在多种类型谐波源时，电网不确定性强，不同类型谐波源相互影响，谐波的频谱呈现多样性和相关性的特点。由于在同一网络中各谐波源所产生谐波电流具有的相关性，因此，幅值、相位和频率的不同的多个谐波在线路或公网的公共连接点处相互作用时，可能会相互减弱或者增强；当电力系统中存在多个谐波源时，系统中的谐波幅值可能减小，可能增大，也可能抵消，严重时还会造成谐波放大，出现谐波串并联谐振的现象。谐波的这种不确定性，不仅会降低电力系统的可靠性，还会使得电力系统的谐波污染情况更加复杂，对系统中用电设备的正常工作造成影响，严重时会对光伏并网的电力系统的稳定、可靠、安全运行产生威胁。1.3谐波的危害（1）增大电力系统损耗电力系统的中电力元件和线路的损耗大部分和系统中的电流有关，而谐波电流则是系统中额外注入的电流，这部分电流会产生额外的电能损耗，系统的传输效率下降。（2）降低供电可靠性电流谐波会使得电流波形变成非正弦波，使得变压器等设备的涡流损耗以及铜损均有较为明显的上升。这样会在变压器中产生较大噪声，并且使得绝缘的损坏加速。不仅会使得设备的寿命缩短，供电可靠性下降，甚至还会产生更严重的后果。（3）损坏电力设备系统中许多设备的抗谐波干扰能力较弱，当系统中的谐波含量较高时，产生的热量会损坏设备。引发供电事故如果电力系统中含有变压器、电动机、电容器以及大量的谐波源，这些谐波源共同作用下，电网中可能会发生局部串联谐振或者并联谐振，发生谐振时，会在电网中产生谐振过电压，导致电压畸变率增大，供电效率下降，严重时会导致供电事故。影响测量元件精度谐波会使得电力系统中许多二次设备的测量精度会受到谐波影响，导致测量误差增大，这种误差也会影响其他元件的正常工作。（6）导致设备无法正常运行电力系统中的电机会受到谐波的严重影响。谐波会降低电机的效率，严重使得会使电机发生共振，导致设备无法正常