对电力系统产生谐波的原因及危害性的探析

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1、对电力系统产生谐波的原因及危害性的探析（国网菏泽供电公司山东菏泽274000）摘要：在20世纪80年代之后，伴随电力电子相关技术逐渐被研发出来，电力系统H益进步以及电力市场对外开放程度的增大，各式各样的非线性负载（谐波源）大量运用，所造成的谐波对于电网所造成了非常大的污染，电能的品质逐渐引起了人们的高度重视。所以，谐波以及相关的抑制技术已经发展成国外、国内所急需研宄的课题。关键词：谐波；产生；危害1电力谐波概述自上个世纪八十年代以来，电力电子学己成为大学新兴热门学科，与此相应的电力电子技术也在我国呈现高速发展

2、趋势。但由于电力电子装置是一种含有辐射的电力系统谐波，其在操作过程中极易给电力系统的安全、稳定、经济带来威胁，给相对稳定的电气环境带来危险，被学者公认为是阻碍电力发展的主要因素。因此，对电力系统谐波的研究不仅能够消除对电气环境污染的威胁，还能极大的提高我国在电力学领域的知名度。在传统电力系统中正弦波形常常被人为是危险性最大的污染现象，但由于它的功率不是太大，因而没有造成特别大的危害。但随着时代发展，现代电力系统对电能形态的要求更高，具体体现为不光要电力电子进行装置引入功率的变化,还要进行通断控制，以达到用户对

3、电流、频率和电压的要求。随着现代电力电子技术的发展相关部门应该注意到，随着大容量电子装置的使用，现代电力系统正将电网输送及运行、动态无功补偿、可移动装置和统一潮流控制都能涵盖。真正做到让现代电力电子跟上时代的发展，为我国经济发展做山最大的贡献。2电力谐波产生的原因(1)电源自身产生的谐波发电机主要是由三相绕组所构成的，从理论层面而言，发电机中的三相绕组需要全部对称，其间所含有的铁心同样需要非常的均匀，如此才不会导致谐波。然而由于受到环境工艺、以及制作方式等其它因素的约束，造成电枢外部的磁感应强度布局偏离了正弦

4、波，所以，所形成的的感砬电动势冋样会出现相砬的偏离，也就是所形成的电流发生了轻微的偏离。(2)非线性负载产生的谐波谐波能够形成的另一个重要因素便是非线性负载。在电流通过线性负载的吋候，负载中所具冇的电流以及所施加得电压之间具冇一定的线性关系；然而在电流经过非线性负载的吋候，那么负载中的电流是非正弦电波，也就是形成了谐波。当前所常见的非线性负载设备有以下几种：输电与配电系统里面有着数量较多的电力变压器。由于变压器中的铁心趋于饱和，磁化曲线的非线特性以及额定工作磁密处在磁化曲线近饱和段上等苏它相关的因素，使得磁化

5、电流展示为尖顶形，内部含奋数量较多的奇次谐波。变压器的铁心饱和度越高，其工作点便会偏离的越远,所形成的的谐波电流也就会越人。整流器和逆变器产生的谐波电压、电流。整流器的作用是将交流电转变成直流电，而逆变器则是将直流电转变成交流电。大功率整流器广泛座用于冶金、化工等领域，人功率整流器一一逆变器广泛应用于交流变频调速及交一直流电动机的调速等领域。其电路中的二极管视为理想二极管，即正向阻抗接近零，反向阻抗无穷大。因此，只允许电流单方向流动，从整流器的输出端看，每相电流波形为矩形波，不是正弦波，利用傅氏级数展开式展开

6、周期的矩形波形，可以看到除了工频正弦波(50HZ基波)外，还叠加了一•系列高次波形一一谐波。电弧炉工作所造成的电压波动。伴随冶炼工业的逐渐进步，电弧炉获得了大量的运用。在其正常工作吋，电极与金属碎粒间便会不断的出现断路的现象，然而在熔化阶段，电源出现两相短路，如果熔化金属由电极上掉落，电弧便会熄火，电源重新冋到开路，所以，能够讲冶炼环节便是重复短路一开路一短路的环节，会导致用户端的电压波动以及白炽灯闪烁，通常电压波动频率在0.1HZ〜几十HZ之间，此谐波大多为三次谐波。3电力谐波产生的危害(1)对电1一次设备

7、的影响与危害1)对旋转电机的影响与危害谐波电流不但会在电机的定子绕组里面形成有功损耗，冋事还会形成旋转磁场，在转子的铁芯里面和转子的绕组中感应电流，进而形成旮功附加损耗。所形成的附加损耗使得电机的转子与定子温度逐渐提升。除此之外，基波磁场遇谐波电流之间的互相作用所形成的的扭力矩作用于转子之上，激发汽轮发电机出现周期性的振动，同吋有一定的噪声。2)对变压器的影响与危害变压器励磁电流里面所含有的谐波电流往往是不会超过额定电流的，冋吋其所具备的功能是使得磁通成为正弦波，所以并不会造成变压器的铁损增加。变压器在刚刚通

8、电的环节里或许会冇比较人的谐波电流，然而时间非常之短，通常不会产生。然而在出现谐振的时候，低频的电流或者是直流电流进入到变压器中的吋间，便会导致铁芯过度饱和，励磁电流里面所含奋的谐波电流便会增多，使得变压器受到非常人的危害。3)对电力电容器的影响与危害电力系统里面所含有的谐波会加剧电容器的介质损耗，使得温度不断提升，进而减少了其所能使用的吋间。谐波所导致的损耗和谐波出现的次数成正比。高次谐波的含量越