谐波治理
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谐波治理范文第1篇
一、引言
随着社会的高速发展，医院引进的先进医疗设备与高精度仪器越来越多，如：XRAY射线仪器、超声波、氧气传输系统、二维图像彩色B超仪、全身螺旋CT扫描仪、单(双)光子发射计算机断层扫描机、全自动生化仪等。目前，医院的低压配电系统有大量的谐波源负荷，会产生大量的3、5、7、……次谐波，严重污染电网，危害设备，减少电气使用寿命、增加成本。大量的单相非线性负荷会造成三相不平衡、谐波超标、中性线谐波过载等电能质量问题，因此医院谐波的监测与治理十分必要。
二、谐波的监测
由于谐波具有固有的非线性、随机性、分布性、非平稳性和影响因素的复杂性等，因此难以对谐波进行准确测量，为此，许多学者对谐波测量问题进行广泛研究。现有谐波检测法按原理可分为：模拟滤波器、基于Fryze传统功率定义的谐波检测法、基于瞬时无功功率理论的谐波检测法、基于傅立叶变换的谐波检测法、基于神经网络的谐波检测法、自适应谐波检测法和基于小波分析的谐波检测法。其中基于傅立叶变换的谐波测量是当今应用最多也是最广泛的一种方法，使用此方法测量谐波，精度较高、功能较多、使用方便。
在实际应用中，当受到仪器和软件的限制时，要求采样点数不大于一个给定的极值，测量时间也要加以限定。与基本傅立叶周期的测量时间差将导致信号起点与测量窗终点并不连续。这会在对分量辨识的过程中出现错误，即所谓频谱泄漏。通常的解决方法是分析之前对随时间变化的信号作加权时间窗处理，常常使用的两种测量窗是矩形窗和海宁窗。在实际测量过程中，选用矩形窗和海宁窗插值算法可满足测量精度的要求。
三、谐波的治理
有三个不同的解决方案可以用来降低谐波发射等级：1)通过对自身结构的改进，减少非线性负荷产生的谐波；2)加装谐波滤波器（无源和有源）；3）安装隔离变压器和能抑制谐波的变压器。每一个方案都有其优点和缺点，通常难以确定哪个方案最好。为了避免在不适用的和无效的方案上浪费大量资金，需要对问题进行分析，选择最有效的方案。
(一)减少非线性负荷的谐波发射
降低谐波幅值的技术方案将随负荷类型而定，而这些方案涉及结构与技术的改进工作。
(二)换流器主电路中的电抗器
交流侧电抗器或直流侧电抗器的使用能极大降低换流器电流畸变的程度。
(三)多脉动换流器系统
在降低换流器电流畸变率，减缓谐波在电力系统中的负面影响中，增加换流器设备的脉动数是最普遍的方法。串联或者并联较小脉动数的换流器并确保每个桥的供电电压之间有适当的相位移，能实现等效多脉动的运行模式。
(四)换流器输入电流的主动整形
当今电力电子技术最重要的目标之一是，设计出对电网影响更小的交/直流换流器，。这就是所谓的功率因数校正换流器(PFC换流器)。带有直流滤波电容器的单相整流器输入电流的主动整形原理，它一般用于住宅和办公场所。
(五)无源滤波器
在电压畸变率超过或可能超过限值的地点，需要在供电母线上安装滤波器。目前使用的几乎都是LC元件组成的无源并联滤波器，通过选择LC元件，形成与供电网阻抗并联的低阻抗支路。它们有两个任务，即消除谐波电流和通过无功补偿降低系统基波负担。所有滤波器对于基波都呈现为容性。
无源滤波器的缺点：
1)装有无源滤波器的电力系统是一个弱阻尼的LCR电路，为了排除谐振现象发生，要求在设计阶段对频率特性进行仔细的分析。2)滤波器的效果很大程度上取决于连接点的电网阻抗。一般来说无法等到其精确值，并且系统阻抗随着电网结构的改变而变化。3)由于电源频率的变化和LC参数的改变，滤波器会发生失谐的问题。失谐的负面影响可以通过合适的调谐或降低滤波器品质因数来减轻。但后者会增大有功损耗，会使电源电压中未被滤除的谐波成分增多。4)滤波回路电流中常常含有电源电压谐波产生的谐波电流。
(六)有源滤波器
为了有效地消除电力系统谐波，发展了综合性能优于由电感(L)、电容(C)构成的传统无源电力滤波器的有源电力滤波器(Active Power Fi1ter，APF)。有源电力滤波器借助适当的控制技术，能够对各次谐波进行有效补偿，且不受系统参数影响，因而成为电力系统谐波治理的主要研究方向。
有源电力滤波器可以有效地抑制与补偿电力系统中的谐波，它通过监测实时谐波状况，在线计算出所含谐波分量，产生相应的控制信号，去控制可关断功率器件，一般是绝缘栅双极晶体管(IGBT)构成的逆变电路，产生所需补偿的电流谐波分量，并联接入产生谐波的主回路中，达到迅速的动态跟踪抑制谐波的效果。有源滤波器与无源滤波器相比具有不局限于某些次谐波的偿，对变化的谐波能进行迅速的动态跟踪补偿，与系统电网无谐振现象等优点，近年来得到了广泛的应用。
四、谐波治理与节能优化
以周期电流为例，它的有效值定义为：
(1)
由此可见，周期量的有效值等于它的瞬时值的平方在一周期内平均值的平方根，所以有效值又称为均方根值。
在电网中，如果电压和电流都是具有非正弦波形，将电压和电流分别分解为傅立叶级数：
(2)
和具有相同的基波频率。由于负荷可能是非线性的，所以电压和电流不一定具有相同阶次的谐波分量。综合上述公式则有：
将上式的右边展开以后，可分成许多项的积分，一类含有各谐波瞬时值平方的平均值：
而另一类项含有不同次数谐波瞬时值的乘积的2倍平均值，这类项应等于零：
因此，
由此可见，非正弦周期电流的有效值，等于其各次谐波电流有效值的平方和的平方根值：
(3)
同理可得，非正弦周期电压有效值为：
(4)
正弦波形畸变率是指畸变波形偏离正弦波形的程度。各次谐波有效值的平方根值与其基波有效值的百分比，称为正弦波形畸变率（total harmonic distortion，THD），简称畸变率。电压正弦波形的畸变率（）为：
(5)
式中，为额定基波电压，有时也用实际基波电压的有效值来表示。为了抑制和补偿某次谐的数值，常以谐波含量来表示，电压畸变波形的第次谐波电压含有量()为：
从以上两图可以看出，偶次谐波对波形的影响较小，可以忽略不计，然而奇次谐波对波形的影响非常大，所以在下面对真实数据的处理只对奇次谐波进行研究。
以下是根据国际大电网会议工作组建议，在测量和计算各次谐波的有效值时，给出的是它在5s内平均的有效值。这样可以对暂态现象和谐波加以区别。下面是XXX医院的采集的部分数据经整理而得到。
根据上面的公式及推理，以A相为例，可以计算得到：在谐波电压总含率从21.6%减小到1.1%，减少量为20.5%；谐波电流总含有率从35.3%减小到11.3%，减少量为24%的情况下，总功率减小了65W，一天的节电量为1.56KWh。
图3、图4是治理前后电压电流波形图的对比仿真(以A相为例)：
五、结束语
从理论上分析，虽然单纯的谐波含量降低能节省的电量并不是很多。但是由于大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热，从而增加的电力运行成本是不可忽视的。
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谐波治理范文第2篇
关键词: 配电网;谐波;特点;测量;危害;治理
经济的飞速发展带来供电紧张,为解决供电紧张,一方面要建设许多新的电厂和输电线路,另一方面要高效利用现有的电力资源,减少电力损耗。谐波是导致电力损耗增加,供电质量下降的重要因素。
一、 电力系统谐波的基本特性和测量
谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率是基波频率的整数倍数。理论上看,非线性负荷是配电网谐波的主要产生因素。非线性负荷吸收电流和外加端电压为非线性关系,这类负荷的电流不是正弦波,且引起电压波形畸变。周期性的畸变波形经过傅立叶级数分解后,那些大于基频的分量被称作谐波。
非线性负荷除了产生基频整次谐波外,还可能产生低于基频的次谐波,或高于基波的非整数倍谐波。电力系统中出现系统短路、开路等事故,而导致系统进入暂态过程引起的谐波,将不归属谐波治理的范畴。要治理谐波改善供电品质,需要了解谐波类型。谐波按其性质和波动的快慢可分成四类:准稳态谐波、波动谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。因其多样性和随机性,在实际工作中,要精确评估谐波量值非常困难,所以在IEC 6100-4-7标准中对前三类谐波进行了规定,推荐采用数理统计的方法对谐波进行测量。
实际工作中,通常采用谐波测试仪来监测和分析谐波。一般来说,将用户接入公用电网的公共连接点作为谐波监测点,测量该点的电压和注入公共电网的电流后,通过对电压和电流的分析,取得谐波测量资料。
相对单点的谐波测量而言,从区域或整个电网角度来看,谐波源的定位和确定谐波模型进而分析它是一个相对复杂的过程。谐波源定位,一般采用功率方向法和瞬时负荷参数分割法。而谐波模型分析的方法一般有三种:非线性时域仿真、非线性和线性频率分析。三种方法的相同点是对电网作适当的线性化处理,只是在处理非线性设备时采取了不同的模拟方式。
二、 配网中的谐波源
严格意义上讲,电力网络的每个环节,包括发电、输电、配电、用电都可能产生谐波,其中产生谐波最多位于用电环节上。
发电机是由三相绕组组成的,理论上讲,发电机三相绕组必须完全对称,发电机内的铁心也必须完全均匀一致,才不致造成谐波的产生,但受工艺、环境以及制作技术等方面的限制,发电机总会产生少量的谐波。
输电和配电系统中存在大量的电力变压器。因变压器内铁心饱和,磁化曲线的非线特性以及额定工作磁密位于磁化曲线近饱和段上等诸多因素,致使磁化电流呈尖顶形,内含大量奇次谐波。变压器铁心饱和度越高,其工作点偏离线性就越远,产生的谐波电流就越大,严重时三次谐波电流可达额定电流的5%。用电环节谐波源更多,晶闸管式整流设备、变频装置、充气电光源以及家用电器,都能产生一定量的谐波。
晶闸管整流技术在电力机车、充电装置、开关电源等很多方面被普遍采用。它采用移相原理,从电网吸收的是半周正弦波,而留给电网剩下的半周正弦波,这种半周正弦波分解后能产生大量的谐波。有统计表明,整流设备所产生的谐波占整个谐波的近40%,是最大的谐波源。
变频原理常用于水泵、风机等设备中,变频一般分为两类:交-直-交变频器和交-交变频器。前者将380V 50Hz工频电源经三相桥式可控硅整流,变成直流电压信号,滤波后由大功率晶体开关元件逆变成可变频率的交流信号。后者将固定频率的交流电直接转换成相数一致但频率可调的交流电。两者均采用相位控制技术,所以在变换后会产生含复杂成分(整次或分次)的谐波。
三、 谐波在配网中的危害
谐波对于配电系统的影响,表现在对线路上所配置的保护及测量设备的影响。因这些设备一般采用电磁式继电器、感应继电器元件,容易接受谐波干扰而误动和拒动,系统中存在的不明原因的误动和拒动,与谐波不无关系。所以谐波超标,会严重威胁配电系统的安全稳定运行。
谐波会大大增加电力变压器的铜损和铁损,降低变压器有效出力,谐波导致的噪声,会使变电所的噪声污染指数超标,影响工作人员的身心健康。对于电力电容器,谐波会导致端电压升高,损耗加大,电容器发热,加速老化,从而缩短使用寿命。
配网中使用大量异步电动机,产生的谐波会增加附加损耗。负序谐波产生的负序旋转磁场,会产生制动力矩,影响电动机的有功出力。对断路器而言,无论其构成元件为电磁的、还是热磁的、亦或电子的,都可能受谐波的影响误动。
电能表是评价电能消耗重要而基本的测量工具,是用户缴费的凭证,而谐波可能使电能计量产生较大误差,严重时会导致计量混乱。同样,谐波也是引起录波装置误启动,保护误动和拒动的重要因素。
此外,谐波会通过静电感应、电磁感应以及传导等多种方式耦合进通讯系统,影响它们的正常运行。对于人体,谐波会刺激人体细胞,使正常的细胞膜电位发生快速波动或可逆的翻转,当这种波动或翻转频率接近谐波频率时,会影响人体大脑与心脏。
四、 配电网谐波治理的对策
既然谐波存在多方面的危害,采取必要的有效手段,避免或补偿已产生的谐波,就显得尤为重要。可归纳以下治理措施:
(1)加强标准和相应规范的宣传贯彻。IEC 6100以及国标GB/T 14549-1993,对于谐波定义、测量等进行了宣传,明确谐波治理是一项互惠互利、节能增效,是保证电网和设备安全稳定运行的举措;
(2)主管部门对所辖电网进行系统分析,正确测量,以确定谐波源位置和产生的原因,为谐波治理准备充分的原始材料;在谐波产生起伏较大的地方,可设置长期观察点,收集可靠的数据。对电力用户而言,可以监督供电部门提供的电力是否满足要求;对于供电部门而言,可以评估电力用户的用电设备是否产生了超标的谐波污染。
(3)针对谐波的产生和传播的特点,采取相应的隔离、补偿和减小措施。在配电网中,主要存在的是三次谐波污染,可以在谐波检测的基础上,通过适当加装滤波设备来减小谐波注入电网。对于各种电气设备的设计者,在设计初始,就要考虑其设备的谐波污染度,将谐波限制在标准允许的范围内。
(4) 加强管理,多方出资,共同治理。谐波的治理,需要大量的投资,不能仅仅靠供电部门,要调动电力供需环节中的各个方面,在分清谐波来源基础上,走共同治理之路。
谐波治理是综合治理过程,是改善供电品质的重要手段。GB/T 14549-1993《电能质量―公用电网谐波》对电网各级电压谐波水平进行了量化限制,对用户注入公用电网的谐波电流也进行了相应的规定,在主网、城网中,谐波治理有明确的规定和要求,而日益发展的农村电网对有关谐波的治理并未引起足够的重视,认识还有待提高。目前农网中的高压配电的许多用户,对谐波的危害也没有引起足够的重视,往往认为谐波治理是电力部门的事情,是一种单边行为,就此而言,作为电力归口管理部门有必要加强谐波治理方面的宣传,强调谐波治理的重要性和投资回报。在对谐波准确测量的基础上,提出适合用户的治理方案。这样做,不仅能够改善整个网络的电力品质,同时也能延长用户设备使用寿命,提高产品质量,降低电磁污染环境,减少能耗,提高电能利用率。
参考文献:
谐波治理范文第3篇
关键词:配电网;谐波;分析;危害;治理
纵观配电网的运行质量和效率,对电能质量的要求越来越高。一般所指的供电质量包括系统电压、频率的合格率,峰值、超限电压持续时间、停电时间,以及电网谐波含量等诸多方面。其中,谐波一直是影响电能质量的主要问题。根据多年电网运行经验,谐波普遍存在于电力系统发、输、配、供、用的各个环节。因此,谐波的治理是降低电能损耗,延长供配电设备的使用寿命,改善电磁环境的重要措施。
1 谐波的基本特性和测量
1.1 谐波的概念
谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率是基波频率的整数倍数。理论上看,非线性负荷是配电网谐波的主要产生因素。非线性负荷吸收电流和外加端电压为非线性关系,这类负荷的电流不是正弦波,且引起电压波形畸变。周期性的畸变波形经过傅立叶级数分解后,那些大于基频的分量被称作谐波。
非线性负荷除了产生基频整次谐波外,还可能产生低于基频的次谐波,或高于基波的非整数倍谐波。电力系统中出现系统短路、开路等事故,而导致系统进入暂态过程引起的谐波,将不归属谐波治理的范畴。
1.2 谐波的类型
谐波按其性质和波动的快慢可分成四类:准稳态谐波、波动谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。因其多样性和随机性,在实际工作中,要精确评估谐波量值非常困难,所以在IEC 6100-4-7标准中对前三类谐波进行了规定,推荐采用数理统计的方法对谐波进行测量。
国标GB/T 14549-1993采用观察期3s有效测量的各次谐波均方根值的95%概率作为评价谐波的标准。为简便实用,将实测值按由大到小的方式排序,在舍去前5%个大值后剩余的最大值,近似作为95%的概率值。
1.3 谐波的测量
通常采用谐波测试仪来监测和分析谐波。一般来说,将用户接入公用电网的公共连接点作为谐波监测点,测量该点的电压和注入公共电网的电流后,通过对电压和电流的分析,取得谐波测量资料。
电网中谐波源定位,一般采用功率方向法和瞬时负荷参数分割法。而谐波模型分析的方法一般有三种:非线性时域仿真、非线性和线性频率分析。三种方法的相同点是对电网作适当的线性化处理,只是在处理非线性设备时采取了不同的模拟方式。
2 配网中的谐波源
2.1 输变设备
输电和配电系统中存在大量的电力变压器。因变压器内铁心饱和,磁化曲线的非线特性以及额定工作磁密位于磁化曲线近饱和段上等诸多因素,致使磁化电流呈尖顶形,内含大量奇次谐波。变压器铁心饱和度越高,其工作点偏离线性就越远,产生的谐波电流就越大,严重时三次谐波电流可达额定电流的5%。
2.2 用电环节
用电环节谐波源更多,晶闸管式整流设备、变频装置、充气电光源以及家用电器,都能产生一定量的谐波。
晶闸管整流技术在电力机车、充电装置、开关电源等很多方面被普遍采用。它采用移相原理,从电网吸收的是半周正弦波,而留给电网剩下的半周正弦波,这种半周正弦波分解后能产生大量的谐波。有统计表明,整流设备所产生的谐波占整个谐波的近40%,是最大的谐波源。
变频原理常用于水泵、风机等设备中,变频一般分为两类:交-直-交变频器和交-交变频器。两者均采用相位控制技术,所以在变换后会产生含复杂成分(整次或分次)的谐波。因变频装置一般具有较大功率,所以也会对电网造成严重的谐波污染。
3 谐波在配网中的危害
谐波对于配电系统的影响,表现在对线路上所配置的保护及测量设备的影响。因这些设备一般采用电磁式继电器、感应继电器元件,容易接受谐波干扰而误动和拒动,系统中存在的不明原因的误动和拒动,与谐波不无关系。所以谐波超标,会严重威胁配电系统的安全稳定运行。
此外,谐波会通过静电感应、电磁感应以及传导等多种方式耦合进通讯系统,影响它们的正常运行。对于人体,谐波会刺激人体细胞,使正常的细胞膜电位发生快速波动或可逆的翻转,当这种波动或翻转频率接近谐波频率时,会影响人体大脑与心脏。
4 谐波的治理措施
4.1 加强标准和相应规范的宣传贯彻。IEC 6100以及国标GB/T 14549-1993,对于谐波定义、测量等进行了宣传,明确谐波治理是一项互惠互利、节能增效,是保证电网和设备安全稳定运行的举措;
4.2 主管部门对所辖电网进行系统分析,正确测量,以确定谐波源位置和产生的原因,为谐波治理准备充分的原始材料;在谐波产生起伏较大的地方,可设置长期观察点,收集可靠的数据。对电力用户而言,可以监督供电部门提供的电力是否满足要求;对于供电部门而言,可以评估电力用户的用电设备是否产生了超标的谐波污染。
4.3 针对谐波的产生和传播的特点,采取相应的隔离、补偿和减小措施。在配电网中,主要存在的是三次谐波污染,可以在谐波检测的基础上,通过适当加装滤波设备来减小谐波注入电网。对于各种电气设备的设计者,在设计初始,就要考虑其设备的谐波污染度,将谐波限制在标准允许的范围内。
4.4 加强管理,多方出资,共同治理。谐波的治理,需要大量的投资,不能仅仅靠供电部门,要调动电力供需环节中的各个方面,在分清谐波来源基础上,走共同治理之路。
谐波治理范文第4篇
关键词：有源滤波；无源滤波；节能量审核
中图分类号：TM71 文献标识码：A
0.引言
节能减排已经成为了我国一项长期基本国策。在政府财政补助、技术推广、税收优惠等鼓励政策的引下，很多企业在工厂节能技术改造中取得了很大的成绩，完成了政府下达的节能量指标。其中比较常见的节能技术改造包括：电机系统节能变频改造；注塑机伺服电机节能改造；空气源热泵替代燃油锅炉；冷凝水回收节能改造；LED灯具绿色照明改造等等。
在供用电系统中，通常希望交流电压和交流电流呈正弦波，可是当正弦电压施加在非线性电路上时，电流就变成非正弦波。比如电路中电力电子整流设备的投入使用，这个时候电压和电流就呈现出非线性关系，电路中就出现了无功跟谐波污染。在工业生产中，这种污染是普遍存在的。谐波污染带来很多危害：产生脉动转矩致使电动机振动，影响产品质量和电机寿命；使电机、变压器、输电线路等产生附加功率损耗而过热，浪费电能并加速绝缘老化，甚至发生故障及烧毁；使计量仪表特别是感应式电能表、通信设备和电子设备产生严重干扰等等。
1.有源滤波和无源滤波
目前治理谐波广泛使用的装置是有源滤波器APF、无源滤波器PF和混合型有源滤波器HAPF。
无源滤波器跟有源滤波器相比各有优缺点，首先无源滤波器可能因为超载而损坏；有源滤波器无损坏之危险，谐波量大于补偿能力时，仅发生补偿效果不足而已。其次无源滤波器谐振点偏移，效果降低；有源滤波器不受影响。第三，无源滤波器受系统阻抗影响严重，存在谐波放大和共振的危险；而有源滤波不受影响。第四，无源滤波器补偿效果随着负载的变化而变化；有源滤波器则可以根据负载调整电流源的输出，补偿效果不受负载变化影响。但是无源滤波器其工程造价较低，结构简单，运行可靠性高、运行费用低、可同时提供无功补偿等优点，所以无源滤波器至今仍是运用最多的方法。
2.谐波治理在实际场合中的运用
有源滤波跟无源滤波各有各自的优缺点，在实际的场合中，要充分地分析现场以及设备运行工况，再决定用哪一种谐波治理方式。一般可以根据工厂的用能设备或者改造的设备的类型、数量和容量来判断是否使用滤波装置以及选择哪一种合适的滤波方式。以下通过几个案例谈谈有源滤波跟无源滤波在实际场合中的运用：
（1）绿色照明改造项目。厦门翔邦高分子有限公司开展绿色照明节能改造，节能灯具更换为LED灯具。由于LED灯是使用直流电源的，所以其需要配套的整流设备，整流器就会产生谐波。工厂中使用的灯具数量众多，就会产生足以影响电能质量的谐波。厦门翔邦高分子有限公司做完LED灯具改造以后，谐波污染影响到了厂内高精度设备的使用，之后又找了有资质的公司做了谐波治理和无功补偿。LED灯具的整流器其主要产生的谐波污染是3、5、7次谐波，谐波固定，并且改造造价不高，所以宜采用无源滤波器。
LED灯具改造的另一个案例是一家合同能源管理公司给厦门夏纺纺织有限公司做的绿色照明改造，改造内容主要是LED灯具替代节能灯。其找的是资质好的节能改造公司，在改造同时进行了谐波污染的治理，所以没有受到谐波污染影响的困扰。
（2）厦门长天企业有限公司对鼓风机、离心机、循环水泵等104台电机进行变频改造，总功率3051kW，改造后电耗大幅下降。这些大功率电机变频器变频启动时会使用到软启动器（可控硅电机启动器），软启动器是非线性负载，启动过程中主要产生5、7次谐波；大功率电机是属于三相设备，使用三相电源，由于在制作过程中定子跟转子的分布以及绕线，没办法做到天衣无缝，再加上设备老化等原因，所以三相设备在使用过程中也会产生5、7、11、13次谐波。这些变频电机主要产生的都是固定的谐波，所以采用无源滤波器，改造公司在进行变频改造的同时也进行了谐波污染的治理。
（3）厦门厦工机械股份有限公司的谐波治理。厦门厦工机械股份有限公司的主要产品是装载机、挖掘机跟叉车，在生产过程中大量使用电焊机、点焊机等快速变化型负载，会产生大量的谐波污染和浪涌，快速的无功功率变化和三相负荷不平衡等现象，反馈回电网，造成电能质量的不稳定，并严重威胁其他设备的工作。公司的结构一车间进行节电改造，投入25万元，在电力开关上装设节电保护器以监视谐波、浪涌，并加以吸收利用提高电力设备的运转效率，工厂经过检测，年节能量达到8%。取得效果后公司陆续对其他车间进行改造。
对于电焊机、点焊机等快速变化负载进行滤波和功率因数补偿，可以采用晶闸管投切的快速补偿滤波装置，如果经济条件容许，最好采用有源电力滤波或者补偿装置（SVG、APF）。有源滤波补偿装置效果会更好，但价格比电容补偿滤波要贵上几倍。厦门厦工机械股份有限公司的谐波治理改造工程，因为其改造后节能量大，取得较好的经济效益，并且其产生的谐波变化大，治理要求高，所以宜采用有源滤波器。
3.谐波治理的节能量认定
3.1 广义上的谐波治理的节能量
广义上来讲，谐波治理的作用是提高电能质量，企业生产的产品质量受电能质量的影响，电能质量越好，企业生产产品的次品率就越低，同时对电网的冲击小，不会影响到电网上其他精密的用电设备的正常使用以及继电保护设备的正常工作，正常通信。就效果上讲，首先产品的次品率越低，因为生产次品也是需要能耗的，所以就越节能；其次设备的使用寿命延长，也是一种节能；第三在传输效率和通信效率上也可以产生节能量等等。但是这个过程中所节省的能源是无法估计的，所以我们一般不认定广义上的谐波治理节能效果的节能量。
3.2 谐波治理改造项目的节能量认定
现在有些做无功补偿和谐波治理的公司会通过安装电能表来计量改造之前跟之后的能耗数据来证明是否有节能的效果，因为影响的因素很多，所以这个节能效果的确认，主要还是靠企业跟节能改造服务公司自己去协商解决这个问题的。但是通过检测发现谐波改造项目中能取得节能量，并且达到财政奖励的标准的比较少，所以没有评选过单独的谐波治理的节能示范工程项目。
也有些节能改造服务公司是通过采用一系列的综合措施来实现节能改造的，谐波治理只是其中的一环，还包括提高功率因数、大数据管理、自动化管理、治理瞬流、浪涌冲击、三相不平衡等等，其节能量的计算是整个改造工程的节能量，不是计算单独的谐波治理取得的节能量。这种改造方式的节能量认定还是要通过实地检测，收集数据，最终由企业和节能改造服务公司一起确认节能量，然后再由专家组来对节能量进行判定。
结论
不是说谐波治理的改造节能量不大就可以忽略的，因为谐波带来的危害是巨大的。谐波的污染，可以和功率因数、浪涌冲击、三相不平衡等等一起综合治理，提高电能的质量，保证设备正常运行，延长设备的使用寿命，其取得的效益不是单单用节能量可以衡量的。
参考文献
[1]孟昭利.企业能源审计方法（第二版）[M].北京.清华大学出版社，2002.
谐波治理范文第5篇
关键词：配电网；谐波；变频器；无源滤波；谐波保护器
中图分类号：F407文献标识码： A
一、谐波具有的特征及其测度
一个周期电气量的正弦波分量被称作为谐波，这种波的频率为基波频率的整数倍。在经过理论分析后发现配电网的谐波主要是由非线性负荷引起的，非线性负荷所吸收的电流值与加载的端电压值呈现非线性的特征。这种形式的负荷产生的电流为非正弦波，同时还会造成电压出现波形畸变的现象。这种具有周期性的畸变波由傅立叶级数分解后会产生一些大量基频的分量，这些分量就被命名为谐波。
非线性负荷在产生基频整次谐波的同时还能够有比基频更低的次谐波，以及比基波高的非整数倍数的谐波。要对供电质量进行完善就必须对存在的谐波展开治理，在此之前，必须对谐波的类型有清楚的认识，较为常见的谐波有准稳态、波动、快速变化和间谐波等4种类型。由于波在变化过程中其随机性较大，想做到对其进行精准的变化量值分析较为困难，在通常情况下是通过运用数理统计的方式来对其实施测度的。
对某一区域或是全网的谐波进行测度较单点的测度更为复杂和困难，主要是要能够准确定位出谐波源以及采用何种测度模型进行测量。在定位谐波源时通常运用功率方向技术与瞬时负荷参数分割技术。分析谐波的模型包括非线性时域仿真模型、线性与非线性频率分析模型等3种。它们都是对配网电路进行线性化修正，而在具体的修正模拟中采取了不同的技术手段。
二、配电网中的谐波源
（一）发电机产生的谐波
严格意义上讲，电力网络的每个环节，包括发电、输电、配电、用电都可能产生谐波，其中产生谐波最多位于用电环节上。发电机是由三相绕组组成的，理论上讲，发电机三相绕组必须完全对称，发电机内的铁心也必须完全均匀一致，才不致造成谐波的产生，但受工艺、环境以及制作技术等方面的限制，发电机总会产生少量的谐波。输电和配电系统中存在大量的电力变压器。因变压器内铁心饱和，磁化曲线的非线特性以及额定工作磁密位于磁化曲线近饱和段上等诸多因素，致使磁化电流呈尖顶形，内含大量奇次谐波。变压器铁心饱和度越高，其工作点偏离线性就越远，产生的谐波电流就越大，严重时三次谐波电流可达额定电流的 5%。
（二）整流设备产生的谐波
用电环节谐波源更多，晶闸管式整流设备、变频装置、充气电光源以及家用电器，都能产生一定量的谐波。晶闸管整流技术在电力机车、充电装置、开关电源等很多方面被普遍采用。它采用移相原理，从电网吸收的是半周正弦波，而留给电网剩下的半周正弦波，这种半周正弦波分解后能产生大量的谐波。有统计表明，整流设备所产生的谐波占整个谐波的近 40%，是最大的谐波源。
（三）变频器产生的谐波
变频原理常用于水泵、风机等设备中，变频一般分为两类：交―直―交变频器和交―交变频器。前者将 380V 50Hz 工频电源经三相桥式可控硅整流，变成直流电压信号，滤波后由大功率晶体开关元件逆变成可变频率的交流信号。后者将固定频率的交流电直接转换成相数一致但频率可调的交流电。两者均采用相位控制技术，所以在变换后会产生含复杂成分（整次或分次）的谐波。因变频装置一般具有较大功率，所以也会对电网造成严重的谐波污染。充气电光源和家用电器更是常见的谐波源，如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯应用气体放电原理发光，其伏安特性具有明显的非线性特征。计算机、电视机、录像机、调光灯具、调温炊具、微波炉等家用电器，因内置调压整流元件，会对电网产生高次奇谐波；电风扇、洗衣机、空调器含小功率电动机，也会产生一定量的谐波。这类设备功率虽小，但数量多，也是电网谐波源中不可忽视的因素。
三、配电网谐波的治理措施
（一）基于无源滤波的电力系统谐波抑制
PPF是一种常见的处理谐波的设备，由各种电气元件适当组合而成的滤波设备在与基波源串联的情况下，将需要消除的谐波次数与滤波器振动次数设为一样的，该次谐波大部分便会注入到滤波设备中，使得整个系统的功率因数得到改善。主要是利用LC电路进行滤波，该技术由于应用时间较长是比较成熟的。它的主要优点有：电压高、容量大；改善功率因数；节约成本，维修方便；技术成熟，运行可靠等。其缺点主要是：该设备不仅会滤去谐波还会滤去一部分基波，这就使得其容量被占用；设备一旦出现过载，就会被烧毁。
（二）基于有源滤波的电力系统谐波抑制
APF是一种用于实时抑制谐波的主动型补偿装置，它对谐波的补偿非常灵敏。现今APF已经成为一项非常热门的技术，在发达国家中的应用非常广泛，并且技术日臻成熟。其对高次谐波的补偿能力也逐步提高，为改善电力系统的供电质量作出了非常重要的贡献。
其原理是用一个逆变器产生一个与电网谐波电流反相的补偿电流注入电网，以抵消电力电子装置产生的谐波电流干扰，其对于谐波的抑制可以在一台机器中完成。
（三）采用混合型滤波器
混合型滤波器实质就是根据现场实际情况将有源滤波器和无源滤波器配合使用而得到的滤波器组统称。LC 无源滤波器由高通滤波器支路和 3、5、7、9 次单调谐滤波器支路构成；而有源滤波器则由8 个高速开关器件 IGBT、直流电容器和滤波电感等组成，其中的直流电容器可以为有源滤波器提供稳定的直流电压，滤波电感能够减小有源滤波器的高频开关频率谐波。因此，两者配合串联接入系统后，有源滤波器不是直接对谐波电流进行消除，它所产生的补偿电压中只含有谐波电压，故其功率容量很小，很经济。
（四）采用谐波保护器
建筑电气设计人员在应对已经出现的谐波时，还可以采用滤波保护器来降低谐波对于电力系统与设备的不良影响，进而使建筑中的线路、设备在谐波状态下安全运行。谐波保护器治理电力系统的谐波问题，是以各种谐波危害系统的本质为基础，选择合适的磁场方式，对谐波能量进行吸收，以消除谐波，进而实现对于线路与设备的有效保护。此种谐波治理方式需要耗费的成本较低，且具有较长的使用寿命，其使用稳定可靠，与其他谐波治理方式相比，具有极其显著的优势。具体来讲，HPD 谐波保护器是以超微晶的合金材料，及高科技的特殊电路作为其自身结构，来吸收各种能量的干扰谐波，并在发生源头，将高次谐波、电涌、高频噪声等彻底地消除，以避免系统中的设备受到损害。而且，HPD 应用于谐波的治理，其自身并不需要消耗电量，可以有效地节省治理费用。
结语
综上，当前时期，谐波问题已经成为了破坏电力系统安全、稳定、可靠运行
的关键因素，严重地影响着建筑电力用户对于电力的正常使用，因此，建筑电气设计的工作人员，目前必须加大对于谐波问题的研究力度，并且采取有效的措施，对此问题加以解决，以维护建筑用户的电力使用效益。
参考文献
[1]陈振华，叶慧萍. 治理谐波源的技术手段和管理措施探讨[J].电力需求侧管理， 2006(01)
谐波治理范文第6篇
关键词：城市住宅小区、供电、谐波
中图分类号：U223文献标识码： A
引言：近年来，工业供电方面的电能质量问题已得到大量关注，各种谐波抑制措施和其他提高供电质量的措施被广泛应用。随着住宅小区公用电网中非线性负载使用数量的增加，住宅小区电网的电能质量问题也开始被重视。
1、住宅小区电网的典型谐波源及谐波电流特点
住宅小区公用电网的负荷主要是各种家用电器，如电视机、各种节能灯、电冰箱、洗衣机、微波炉、电磁炉、计算机、激光打印机、充电器以及高层建筑中的空调用压缩机、大型电梯等，这些电器中都含有非线性元件，当这些非线性元件接入电网中时，会在线路中产生谐波电流，从而引起电压波形畸变，影响电能质量。所以，人们日常生活中使用的各种家用电器对于电网而言都是谐波源。
住宅小区公用电网谐波电流分布情况有以下特点。
（1）主要是奇次谐波电流，其中以低次3次、5次和7次谐波电流为主。
（2）住宅小区公用电网的非线性负荷具有基波功率因数高、含谐波功率因数低的特点，如家用计算机的基波功率因数可达0.9，但是含谐波后功率因数只有0.5~0.6。
（3）住宅小区公用电网的非线性负荷具有单个负荷用电容量小，但同时集中使用的概率大，导致电网总负荷量大，谐波电流叠加。所以，在晚间的用电高峰时期，谐波含量最高，白天处于低谷，谐波含量最低，也就是说公用电网中谐波电流每日波动较大。
（4）随着住宅小区用电负荷的季节性波动，谐波大小也随之变化，夏、冬季节用电负荷大，谐波含量高，春、秋季节负荷小，谐波含量也低。
近年来，建筑供用电系统的谐波日益严重，已经成为城市公共电网的主要谐波源。日本有关调查数据表明，电网谐波有40%来自于建筑用电系统。英国曾就谐波电流、对地泄露电流和电压扰动造成的计算机停机问题进行了统计，他们随机对45家公共事业、商业和工业用户进行了调查，结果表明谐波电流造成的公用电网内的停机事故频率最高，上述三类用户每年的事故报告在12次以上的超过，每年至少一次事故的报告为80%以上。在国内，苏州供电公司对苏州工业园区的苏都花园2号配电所在2008年6月23日21:00晚居民用电高峰时段对电网谐波进行了测试，测试数据表明电网中含有大量的谐波电流，主要为3次、5次、7次和9次，其畸变率分别为19.5%、13.7%、6.7%和6.6%，电流总畸变率平均值达到25%，最高达30%。
以上的数据和分析表明，住宅小区公用电网的谐波污染已经非常严重，到了不得不治理的程度。
2、住宅小区电网谐波的危害
谐波污染是电网公害，谐波电压和电流在电网中的存在，将对电网本身以及由该电网供电的用户都造成很大影响。谐波的危害主要体现在以下几个方面。
（1）使输电线路损耗增加，传输效率降低；当与电网的系统参数配合不恰当时，可能引起谐波电流的谐振和放大，将产生更大的损耗。
（2）谐波电压可使电力变压器的磁滞损耗和涡流损耗增加，变压器内的绝缘材料承受的电气应力增大；谐波电流使变压器损耗增加，谐波较大时可能使变压器局部过热、噪声增大，从而影响电网和供电一次设备的安全运行。
（3）引起系统各类继电保护和自动装置误动作或拒动作。
（4）住宅小区电网中大量的三次和三的倍数次谐波电流流过中性线，使中性线流过的电流大大增加，甚至可能超过相线的电流。如建筑电气线路设计时选用的中性线截面较小，则会使中性线严重过载而发热增加，严重时绝缘损坏，引起短路和火灾。
（5）谐波会产生电磁干扰，影响通信系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通信设备。
3、常用的谐波治理措施
谐波治理的基本思路有两种：一种是主动型谐波治理，这种方式是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，从根本上解决谐波问题，但它仅适用于作为谐波源的电力电子装置；另一种是被动型谐波治理，在系统中谐波已经存在时采用这种方式，即在系统中装设单独的谐波补偿装置来进行谐波治理，所以这种方式可适用于各种情况。
3.1主动型谐波治理措施
对于主动型谐波治理方式，目前主要采用的方法有以下几种。
（1）改进电力电子装置主电路的拓扑结构，如采用由新型全控型器件IGBT等构成的PWM整流电路取代传统的由晶闸管作为主控元件的相控整流电路。
（2）对于整流电路，增加整流相数，如采用十二脉波整流电路、十八脉波整流电路等。
（3）限制变流装置的容量。
（4）在电力电子装置中采用各种先进智能控制技术等，现代控制技术已广泛应用于电力电子装置中，如无差拍控制技术、模糊控制、神经网络控制、滑模控制等。
值得注意的是，以上这些措施虽然可以有效地减少电力电子装置所产生的谐波含量，但由于它们的非线性，谐波不可能全部消除，所以电力电子装置中谐波总是存在的。
3.2被动型谐波治理措施
对于被动型谐波治理方式，常用的方法是安装无源电力滤波器（passive power filter）和有源电力滤波器(active power filter)。
无源电力滤波器的基本工作原理是：滤波器由电感、电容和电阻组成，它为系统中的谐波电流提供一条低阻抗通道，即滤波器对于谐波电流阻抗接近为零，使谐波电流通过滤波器流出，而不流入电网。只要合理设置滤波器中电感和电容的参数，使滤波器的谐振次数为所需要滤除的谐波次数，则该次谐波通过滤波器时被滤除，系统中该次谐波被消除。无源滤波器具有结构简单、技术成熟、设备投资较少、运行可靠性较高、维护方便、运行费用较低等特点，得到了广泛应用。但是其补偿频带窄，仅能消除特定的几次谐波，甚至在与系统参数不匹配时可能发生谐振而导致某些次数的谐波放大，补偿特性易受电网阻抗和频率变化的影响。此外，在大容量的情况下无源滤波器的滤波装置笨重，体积大，损耗多。由于无源滤波器的以上缺点，近年来性能更加优越的有源电力滤波器开始被重视而得到广泛关注。
有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波的新型电力电子装置，它的基本工作原理是： 滤波器检测电网谐波电流，根据谐波电流情况，滤波器产生一个大小与谐波电流相同、相位与谐波电流相反的补偿电流，与电网中的谐波电流叠加，使叠加后的电网电流只有基波分量。有源电力滤波器克服了无源滤波器等传统谐波抑制装置的缺点，能对频率和幅值都变化的谐波及无功进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响，也很难和电网阻抗发生谐振，已成为目前抑制电网谐波最有效的手段。
只是由于目前中国有源电力滤波器价格相对还比较高，而且人们对谐波危害的认识程度还不够，谐波治理问题还没有得到足够高的重视，使得有源滤波器的应用在中国还相对较少。而在日本及欧美国家，有源滤波器的使用已经非常广泛。
为了解决大容量有源滤波器价格太高问题，同时考虑滤波器在对系统进行谐波抑制时能对系统进行无功补偿，目前建筑电气系统中也常采用无源滤波器+有源滤波器的混合补偿方式，可以同时补偿无功和抑制谐波，得到更好的补偿效果。
4、结 语
对住宅小区公用电网的谐波情况及谐波抑制方法进行了讨论，提出了防范和治理谐波的措施，以减小谐波对小区电网的影响。建筑系统的谐波治理已经成为不得不重视的问题，减小系统谐波，可以提高电网供电质量，降低系统损耗，达到节能的目的。
参考文献：
谐波治理范文第7篇
关键词：煤矿 供配电系统 谐波
供电质量包括系统电压、频率的合格率,峰值、超限电压持续时间、停电时间,以及电网谐波含量等诸多方面。其中谐波问题一直是主要的电能质量问题。谐波广泛存在于供配电系统各个环节,谐波电流会在公用电网引起电压畸变,也会对企业内部电网其它电气设备产生不利影响,甚至造成危害。治理好谐波,不仅能降低电能损耗,而且能延长设备使用寿命,改善电磁环境,提高产品的品质。
在一个理想的交流电网中,各相电压随时间作周期性变化,并且呈正弦波形,煤矿企业或其他用电企业,都非常希望电压保持理想正弦波形。但是实际上由于某些具有非线性特性的电网元件的影响,使电网电压偏离正弦波形,特别是近年来电力电子装置在我国煤炭工业中的应用日益广泛,煤矿供配电电网中愈来愈广泛地使用变频设备、整流设备等电力半导体装置。电力半导体装置是非线形负载,其电压、电流波形实际上不是完全的正弦波形,而是不同程度畸变的非正弦波。根据傅立叶级数分析,可分解成基波分量和谐波分量。谐波主要由谐波电流源产生,当正弦基波电压施加于非线性设备时,设备吸收的电流与施加的电压波形不同,电流因此发生畸变,谐波电流注入到煤矿电力系统中,这些非线性设备就成为煤矿电力系统的谐波源。
一、煤矿供配电系统中谐波的原因和危害
煤矿供配电系统中的主要谐波源是含半导体的非线性元件,如为矿井提升机、通风机、主排水泵、带式输送机、架线式电机车等设备节能和控制用的电力电子设备,诸如各种变频器、交直流换流设备、变流器、整流设备等。煤矿供电网络谐波的危害主要是造成电网的功率损耗增加,设备寿命缩短,接地保护功能失灵,遥控功能失常,线路和设备过热等,还会引起变电站局部的并联或串联谐振,造成电力互感器,变电站系统中的设备和元件产生附加的谐波损耗,使造成供电网络设施损坏、元器件老化,造成电子保护装置误动作,增大附加磁场的干扰等。
当谐波电流流经变压器时会导致铜损和杂散损耗增加,谐波电压则会使铁损增加。还可导致变压器的基波负载容量下降,效率降低以及变压器铁芯振动,噪声增加寿命缩短;谐波电流和电压会造成电动机铁损和铜损的增加引起额外温升,导致电动机效率降低,同时还产生附加转矩增加噪声,造成电动机振动而降低使用寿命;谐波会造成电容器过电流,使电容器与供配电系统产生并联谐振或串联谐振,这将造成电容器迅速发生故障。同时,电容器会放大谐波,增大谐波对矿井供配电系统的影响;在导体中非正弦波电流与具有相同方均根值的纯正弦波电流相比,会引起额外温升,减小额定载流量,引发导体绝缘破坏或烧毁;此外,谐波会对通讯和信息系统产生干扰,降低信号的传输质量,不仅影响声、像的清晰度和信息传输的准确性,严重时还会造成设备损坏,危及人身安全;另外,矿井供配电系统中的谐波电压和电流,会导致供配电系统中各类保护及自动装置产生误动或拒动,破坏微机保护、综合自动化装置,还会使仪表和电能计量出现较大误差,谐波如果不经过治理直接进入上级电网,将会给电网带来严重的谐波污染。
二、煤矿供配电系统谐波治理
鉴于谐波存在多方面的危害,对矿井安全生产和生活存在很大隐患,根据国家对谐波污染的治理要求,采取必要而有效措施,避免或补偿已产生的谐波尤为重要。在矿井供配电系统中,应积极采取消除或抑制谐波危害的防范措施。
1.电力电缆的选择。在矿井供配电系统电力电缆截面的选择中,应考虑谐波引起电缆发热的危害。对于连接谐波主要扰动源设备的配线,确定电缆载流量时应留有足够裕量,必要时可适当放大一级选择电缆截面。
2.合理选择变压器。正确合理地选择变压器的接线方式,能阻止不平衡电流和3N次谐波电流从原边传到电源配电系统中。在三角形/星形变压器里,不平衡电流和3N次谐波电流在原边绕组内循环流动而不会传入电源配电系统中。矿井供配电系统中各级变压器应多采用三角形/星形变压器。在根据负载确定电力变压器额定容量时,应考虑谐波畸变而留有裕量。在矿井设计中一般应保证变压器负荷率在70%～80%,该裕量可防范谐波引起的变压器发热危害。
3.无功补偿电容器的配置。在有谐波背景的矿井供配电系统中,不能采用常规的补偿系统来进行无功补偿。为避免电容器组与系统产生串联谐振或并联谐振,必须采用调谐式电容器组。调谐式电容器组即在补偿电容器中加串调谐电抗器。电抗器的主要作用是避开谐波电流可能出现的频率。这种电抗器被称为调谐电抗器,带有这种电抗器的电容器组则被称为调谐电容器组。使用调谐电容器组的目的不是为了显著地降低谐波畸变,而是为了确保电容器组不会因为诸如系统阻抗、投入段数、系统配置、负荷状况等原因而发生谐振。
4.谐波补偿装置进行补偿。对矿井中的主要谐波源,如:大功率提升机、通风机、带式输送机的变频设备,在运行过程中会引起较严重的高次谐波污染。为了拟制变频器在运行中产生的谐波,需增加谐波补偿装置,使输入电流成为正弦波。传统的谐波补偿装置是采用LC调谐滤波器,它既可补偿谐波,又可补偿无功功率。但其补偿特性受矿井供配电系统阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧坏。另外,它只能补偿固定频率的谐波,效果不甚理想,但该装置结构简单,目前仍被广泛应用。电力电子器件普及后,运用有源电力滤波器进行谐波补偿将成为主要方法,有源滤波器的工作原理是从补偿对象中检测出谐波电流,然后产生一个与该谐波电流大小相等、极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含有基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。
参考文献:
谐波治理范文第8篇
【关键词】谐波；危害；治理
一、前言
由于部分区域内以不锈钢冶炼企业为主，谐波源客户比较集中，随着客户负荷的不断增长，电网谐波污染也变的更加严重。一旦用户侧消谐装置故障或未投，将使变电所谐波设备过载，其产生的谐波对县域电网电能质量产生了不少的影响。下面就谐波的产生原因、对电网的影响和治理进行简单的讨论。
二、电网谐波产生的原因
在理想供电系统中， 电流和电压都是正弦波的。在只含线性元件电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。
高次谐波产生的根本原因是由于电网中某些设备和负荷的非线性特性，即所加的电压与产生的电流不成线性（正比）关系而造成的波形畸变。任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。谐波频率是基频的整数倍，例如基频为50Hz，二次谐波为100Hz，三次谐波则为150Hz。因此畸变的电流波形可能有二次谐波、三次谐波……可能直到第三十次谐波组成。
当电网向非线性设备和负荷供电时，这些设备或负荷在传递（变压器）、变换（如交直流换流器）、吸收（如电弧炉）系统发电机所供给的基波能量的同时，又把部分基波能量转换为谐波能量，向电网倒送大量的高次谐波，使电网的正弦波形畸变，电能质量降低。供电系统中主要具有非线性的电气设备有如下几种：
1.具有铁磁饱和特性的铁芯设备，如：变压器、电抗器等；
2.以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备，如：气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等；
3.以电力电子元件为基础的开关电源设备，如：各种电力变流设备(整流器、逆变器、变频器)、相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备等，它们大量的用于化工、电气铁道、冶金、矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。
三、谐波对电网的影响
由于电网中的谐波电压和谐波电流对用电设备和电网本身都造成很大的危害，世界许多国家都了限制电网谐波的国家标准，由权威机构制定限制谐波的规定。世界各国制定的谐波标准大都比较接近。我国由技术监督局于1993年了国家标准(GB/T14549—93)《电能质量公用电网谐波》，并从1994年3月1日起开始实施。
下面就列举了电网谐波的主要危害：
1.谐波使公用电网的用电设备产生了附加的损耗，降低了发电、输电及供电设备效率和利用率。大量高次谐波流过中性线时会使导线发热严重，甚至发生火灾。如果输电线是电缆线路，与架空线路相比，电缆线路对地电容要大l0-20倍，而感抗仅为其l/3-l/2，所以很容易形成谐波谐振，造成绝缘击穿。
2.降低各种电气设备的效率和寿命。谐波对电机的影响除引起附件损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器严重过热。使电容器、电缆等设备产生过热、绝缘老化、寿命缩短现象，以致损坏。
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，使谐波危害大大增加，甚至引起严重事故。
4.影响继电保护和自动装置的工作可靠性。如果继电保护装置是按基波负序量整定其整定值大小，此时若谐波干扰叠加到极低的整定值上，则可能会引起负序保护装置的误动作，影响电力系统安全。
5.影响供电系统中测量和计量的准确度。
6.干扰通信系统的工作。在邻近电力线的通信线路中产生干扰电压，干扰通信系统的工作，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。而且在谐波和基波的共同作用时，极端情况下，还会威胁通信设备和人员的安全。
7.影响人体健康。人体细胞在受到刺激兴奋时，会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转．其频率如果与谐波频率相接近．电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场。
四、谐波的治理
随着工业经济的发展，谐波对县域电网的影响越来越大，需要生技和营销等各个部门协调合作，共同应对。下面就简单介绍几点在实际生产和管理中比较有用的方法。
1.在无功补偿设计中除了应注意避免并联电容器与系统感抗的谐振、验算基波外，还需要验算3、5、7次等主要谐波，避开这些参数，以防止在该次谐波发生谐振。
2.在合适地段加入电容补偿装置和滤波器。电容补偿装置可补偿无功，滤波器可以对某些谐波产生强烈的吸收作用，以减少谐波电流含有量。
3.把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷供电线路分开，使非线性负荷产生的畸变电压不会传导到线性负荷上去，以提高电能质量。则需要相关部门在电力业扩申请时做好分类。
4.凡新装、增容的用电户，用电设备确为谐波源，消谐装置必须与新装、增容同步投运。业扩受理时，应提供谐波专题分析报告，并提出相应消谐措施，并经审核认可。在送电前应严格把关，送电后及时组织相关部门做好对用户谐波的测试，对测试不合格者限期整改，在规定期限内不整改的或整改后仍不合格的用户，则根据《供电营业规则》第六十六条之规定，按规定程序中止供电。
以35KV某某变电所为例，该变电所处于不锈钢企业较为集中的姚东地区，虽然在用户侧和变电所内均已安装消谐设备，但电网谐波分量仍较高，变电所消谐设备始终处于满载状态，一旦有谐波源用户消谐设备故障或未投，变电所滤波电容器熔丝就会熔断，使变电所消谐设备无法正常运行，谐波就会进入35KV电网，影响县域电网电能质量。2010全年该变电所10KV谐波电容器熔丝熔断共计24次，平均每月2次；2011年1月到9月15日该变电所10KV谐波电容器熔丝熔断共计16次，平均每月1.9次。
2011年9月中旬，该变电所的消谐滤波设备进行了整体改造，安装了新的5次、7次消谐滤波器组，此次改造对控制该区域的谐波危害起到了明显的效果，极大的改善了县域电网的电能质量。2011年10月至今该变电所10KV谐波电容器熔丝熔断次数为0次。
综上所述，我们需要加强对谐波危害的认识，通过使用各种生产技术和管理方式加强对谐波的治理，从而提高县域电网电能质量，为企业和百姓提供高品质的电能。
参考文献
[1]李坚.电网运行及调度技术问题[M].北京:中国电力出版社,2004.