電力諧波對電網影響的探討及改進措施分析

董海賓

摘 要：通過對電力系統當中所發生的諧波的原因以及各種應對措施的研究分析，結合當前該領域的相關法律文件，以及再該領域已經取得的成果，相關經驗，展開具體的調查以及相關研究，根據“源頭抑制，全網控制”提出諧波治理領域有針對性的一些方法與手段，并更重視管理網絡諧波的規劃和監控，強化電網工作時的隨時控制；強化諧波抑制，對發現的諧波源進行治理，降低諧波在電網工作中的不利作用。

關鍵詞：電力諧波 電網影響 探討 改進措施

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0073-02

1 電力諧波概述

1.1 電力諧波的來源

首先是電源的質量不夠，容易產生諧波，一般發電機所用的三相繞組在進行制作的時候無法實現一種絕對的對稱，并且鐵心難以實現一種完全的均勻，此外還有一些其他的原因很容易產生諧波，不過通常情況下所產生諧波數量并不多。

其次是輸配電系統出現諧波。一般諧波在輸配電系統之中大多會由于電力變壓器出現，由于受到了來自變鐵心以及磁化曲線的影響，再加上經濟因素在變壓器設計過程當中的影響力，因此它的工作磁密大多都會選擇曲線的近飽和段位置，從而使得磁化電流呈現出一種尖頂的波形形狀，也就帶有了奇次諧波。諧波的大小姜在深大程度上受到來自磁路結構以及鐵心的影響。其中鐵心所具有的飽和程度越高，并且變壓器所選擇的工作點偏離越遠，就會產生愈強的諧波電流。

再次是由于用電設備引發出來的諧波，此處所說的設備大多是晶閘管整流設備。隨著時間的推移，目前晶閘管整流正在涉足大量的領域之中，從而帶給了電網相當數量的電流諧波。眾所周知，晶閘管的整流裝置所使用的控制方式是移相，吸收來自于電網的缺角正弦波，把另一部分留給電網，也就很可能會在此部分中存有數量眾多的諧波。若整流裝置選擇的是單相整流電路，那么在鏈接感性負載的時候大多出現的電流多屬于奇次諧波，并且三次諧波的含量達到了基波的三成左右。一般在接容性負載的時候，大多就會存在奇次諧波電壓，而伴隨著電容值的逐步增大，諧波的含量也正呈現出一種增大的趨勢。如果說所選整流裝置是三相的全控橋整流器，那么變壓器的原邊與整條線路可能有至少5次奇次的諧波電流；若整流器脈沖達到12，則是少有11次奇次諧波電流。結合數據統計顯示產生于整流裝置的諧波大概可以占到全部的四成左右，是當之無愧的最大諧波源。

1.2 電力諧波的危害

經過大量的諧波電流流入電網，電網阻抗產生諧波降壓問題，并出現電網疊波積壓，這主要就是因為電網的電壓產生畸變引起的，進而嚴重影響到電能的質量。在公用電網內注入的諧波大于預先設定的數值的時候，有很大幾率干擾電網正常的運行，嚴重的會給電氣設備帶來損傷。在某些時期諧波能致使非常突出的諧波電流，不但能讓設備接入的電網無法正常運行，嚴重的還可引發故障，也讓供電系統的中性線電流超過負載導致對供電系統的傳送產生不利影響。

1.2.1 對變壓器的影響

對變壓器的影響為可能造成銅耗的大幅度增多，尤其是三次或三次倍數的諧波，在三角電容相連后容易形成繞組環流進行使線圈過熱。變壓器繞組的星形連接的接地中性點，并配備有較大的電容接地中性點，并聯電容器網格或當分配則可產生三次諧振，變壓器的附加損耗受此影響就會大大的增加。

1.2.2 對電力電容器的影響

當諧波電壓提升時，往往可導致電容器更快老化，也就使損耗的系數不斷增加，造成更高的附加損耗，易引起電容器出現故障，進而使電容器壽命縮短。另外，當電容以及電網感抗構成了諧振回路的時候，諧振頻率接近諧波的分量頻率，則諧波電流就會更大，進而造成電容器的過熱以及電壓的過載等等問題，影響設備的運行。

1.2.3 諧波對電網的影響

本文在此處以變壓器為例，對于實際的工作當中的變壓器的諧波損耗值進行比較詳細的分析。一般來說，在實際工作當中常常會利用的公式正是借助如下形式進行計算：

結合公式，不難看出，當出現不同的諧波電流畸變率時，往往變壓器的諧波損耗也會不同。例如S9-400/10型變壓器，這一情況下它的諧波損耗情況經過計算大致結果如（表1）表示。

結合（表1）不難看出，伴隨諧波電流畸變率的逐步增大，帶來的是變壓器諧波損耗的逐步增大，極易造成嚴重的變壓器效率損失問題。

2 改進措施

2.1 構建電能質量監控平臺

本文認為應當構建電能質量事故以及分析處理相關檔案，對電能質量事故進行分類統計，并及時的處理統計結果，強化電能質量方面的信息管理。至于供電網絡的所有電能的質量狀況和一些用電大客戶電能的質量狀況進行全面了解與跟蹤，并積極尋求的有效措施展開持久的在線監控。及時選擇一些有代表性的監測點展開、全天候電能質量在線監控，借此實現對系統內一些重要節點各類型電能質量參數的監控，此外還能夠結合這些重要節點數據進而完成對整個系統基本電能質量的監控評估。及時分析歷史信息，為后期查找電網事故提供重要的參考數據，從而避免乃至于大大降低電力系統事故的可能性。

2.2 優化供電環境

2.2.1 加強電網諧波治理規劃管理

展開電網諧波治理必須結合科學發展觀，綜合已經指定的電網總體規劃以及國民經濟和社會層面的宏觀發展規劃，各項資源使用以及環保方面的規劃等，對當前電力發展的環境展開全方位分析，實現電網以及電源之間的高度協調。

2.2.2 諧波源專線供電，集中治理

伴隨著工業的逐步發展，10KV出線的非線性負荷接入不可避免。大量的中小企業負荷規模雖然小，但凝聚起來統計規模同樣很大，它的運作應緊密結合市場，展開集中專項整治。

3 結語

諧波問題是一項需要長時間治理的工作，不僅需要大量的人力投入也需要大量的投資，不僅僅需要電力部門做好這項工作也需要其他相應部門的配合，為此這是一項需要多管齊下，多方合作的一個綜合性工程，需要常抓不懈。

參考文獻

[1] 毛政暉.配電網中諧波的影響和監測治理措施分析[D].浙江大學，2011.

[2] 李偉彬.有源電力濾波器在無功補償與諧波抑制中的研究[D].武漢理工大學，2009.

[3] 謝易澎.電力系統諧波及其抑制技術的研究[D].大連理工大學，2008.endprint

摘 要：通過對電力系統當中所發生的諧波的原因以及各種應對措施的研究分析，結合當前該領域的相關法律文件，以及再該領域已經取得的成果，相關經驗，展開具體的調查以及相關研究，根據“源頭抑制，全網控制”提出諧波治理領域有針對性的一些方法與手段，并更重視管理網絡諧波的規劃和監控，強化電網工作時的隨時控制；強化諧波抑制，對發現的諧波源進行治理，降低諧波在電網工作中的不利作用。

關鍵詞：電力諧波 電網影響 探討 改進措施

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0073-02

1 電力諧波概述

1.1 電力諧波的來源

首先是電源的質量不夠，容易產生諧波，一般發電機所用的三相繞組在進行制作的時候無法實現一種絕對的對稱，并且鐵心難以實現一種完全的均勻，此外還有一些其他的原因很容易產生諧波，不過通常情況下所產生諧波數量并不多。

其次是輸配電系統出現諧波。一般諧波在輸配電系統之中大多會由于電力變壓器出現，由于受到了來自變鐵心以及磁化曲線的影響，再加上經濟因素在變壓器設計過程當中的影響力，因此它的工作磁密大多都會選擇曲線的近飽和段位置，從而使得磁化電流呈現出一種尖頂的波形形狀，也就帶有了奇次諧波。諧波的大小姜在深大程度上受到來自磁路結構以及鐵心的影響。其中鐵心所具有的飽和程度越高，并且變壓器所選擇的工作點偏離越遠，就會產生愈強的諧波電流。

再次是由于用電設備引發出來的諧波，此處所說的設備大多是晶閘管整流設備。隨著時間的推移，目前晶閘管整流正在涉足大量的領域之中，從而帶給了電網相當數量的電流諧波。眾所周知，晶閘管的整流裝置所使用的控制方式是移相，吸收來自于電網的缺角正弦波，把另一部分留給電網，也就很可能會在此部分中存有數量眾多的諧波。若整流裝置選擇的是單相整流電路，那么在鏈接感性負載的時候大多出現的電流多屬于奇次諧波，并且三次諧波的含量達到了基波的三成左右。一般在接容性負載的時候，大多就會存在奇次諧波電壓，而伴隨著電容值的逐步增大，諧波的含量也正呈現出一種增大的趨勢。如果說所選整流裝置是三相的全控橋整流器，那么變壓器的原邊與整條線路可能有至少5次奇次的諧波電流；若整流器脈沖達到12，則是少有11次奇次諧波電流。結合數據統計顯示產生于整流裝置的諧波大概可以占到全部的四成左右，是當之無愧的最大諧波源。

1.2 電力諧波的危害

經過大量的諧波電流流入電網，電網阻抗產生諧波降壓問題，并出現電網疊波積壓，這主要就是因為電網的電壓產生畸變引起的，進而嚴重影響到電能的質量。在公用電網內注入的諧波大于預先設定的數值的時候，有很大幾率干擾電網正常的運行，嚴重的會給電氣設備帶來損傷。在某些時期諧波能致使非常突出的諧波電流，不但能讓設備接入的電網無法正常運行，嚴重的還可引發故障，也讓供電系統的中性線電流超過負載導致對供電系統的傳送產生不利影響。

1.2.1 對變壓器的影響

對變壓器的影響為可能造成銅耗的大幅度增多，尤其是三次或三次倍數的諧波，在三角電容相連后容易形成繞組環流進行使線圈過熱。變壓器繞組的星形連接的接地中性點，并配備有較大的電容接地中性點，并聯電容器網格或當分配則可產生三次諧振，變壓器的附加損耗受此影響就會大大的增加。

1.2.2 對電力電容器的影響

當諧波電壓提升時，往往可導致電容器更快老化，也就使損耗的系數不斷增加，造成更高的附加損耗，易引起電容器出現故障，進而使電容器壽命縮短。另外，當電容以及電網感抗構成了諧振回路的時候，諧振頻率接近諧波的分量頻率，則諧波電流就會更大，進而造成電容器的過熱以及電壓的過載等等問題，影響設備的運行。

1.2.3 諧波對電網的影響

本文在此處以變壓器為例，對于實際的工作當中的變壓器的諧波損耗值進行比較詳細的分析。一般來說，在實際工作當中常常會利用的公式正是借助如下形式進行計算：

結合公式，不難看出，當出現不同的諧波電流畸變率時，往往變壓器的諧波損耗也會不同。例如S9-400/10型變壓器，這一情況下它的諧波損耗情況經過計算大致結果如（表1）表示。

結合（表1）不難看出，伴隨諧波電流畸變率的逐步增大，帶來的是變壓器諧波損耗的逐步增大，極易造成嚴重的變壓器效率損失問題。

2 改進措施

2.1 構建電能質量監控平臺

本文認為應當構建電能質量事故以及分析處理相關檔案，對電能質量事故進行分類統計，并及時的處理統計結果，強化電能質量方面的信息管理。至于供電網絡的所有電能的質量狀況和一些用電大客戶電能的質量狀況進行全面了解與跟蹤，并積極尋求的有效措施展開持久的在線監控。及時選擇一些有代表性的監測點展開、全天候電能質量在線監控，借此實現對系統內一些重要節點各類型電能質量參數的監控，此外還能夠結合這些重要節點數據進而完成對整個系統基本電能質量的監控評估。及時分析歷史信息，為后期查找電網事故提供重要的參考數據，從而避免乃至于大大降低電力系統事故的可能性。

2.2 優化供電環境

2.2.1 加強電網諧波治理規劃管理

展開電網諧波治理必須結合科學發展觀，綜合已經指定的電網總體規劃以及國民經濟和社會層面的宏觀發展規劃，各項資源使用以及環保方面的規劃等，對當前電力發展的環境展開全方位分析，實現電網以及電源之間的高度協調。

2.2.2 諧波源專線供電，集中治理

伴隨著工業的逐步發展，10KV出線的非線性負荷接入不可避免。大量的中小企業負荷規模雖然小，但凝聚起來統計規模同樣很大，它的運作應緊密結合市場，展開集中專項整治。

3 結語

諧波問題是一項需要長時間治理的工作，不僅需要大量的人力投入也需要大量的投資，不僅僅需要電力部門做好這項工作也需要其他相應部門的配合，為此這是一項需要多管齊下，多方合作的一個綜合性工程，需要常抓不懈。

參考文獻

[1] 毛政暉.配電網中諧波的影響和監測治理措施分析[D].浙江大學，2011.

[2] 李偉彬.有源電力濾波器在無功補償與諧波抑制中的研究[D].武漢理工大學，2009.

[3] 謝易澎.電力系統諧波及其抑制技術的研究[D].大連理工大學，2008.endprint

摘 要：通過對電力系統當中所發生的諧波的原因以及各種應對措施的研究分析，結合當前該領域的相關法律文件，以及再該領域已經取得的成果，相關經驗，展開具體的調查以及相關研究，根據“源頭抑制，全網控制”提出諧波治理領域有針對性的一些方法與手段，并更重視管理網絡諧波的規劃和監控，強化電網工作時的隨時控制；強化諧波抑制，對發現的諧波源進行治理，降低諧波在電網工作中的不利作用。

關鍵詞：電力諧波 電網影響 探討 改進措施

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0073-02

1 電力諧波概述

1.1 電力諧波的來源

首先是電源的質量不夠，容易產生諧波，一般發電機所用的三相繞組在進行制作的時候無法實現一種絕對的對稱，并且鐵心難以實現一種完全的均勻，此外還有一些其他的原因很容易產生諧波，不過通常情況下所產生諧波數量并不多。

其次是輸配電系統出現諧波。一般諧波在輸配電系統之中大多會由于電力變壓器出現，由于受到了來自變鐵心以及磁化曲線的影響，再加上經濟因素在變壓器設計過程當中的影響力，因此它的工作磁密大多都會選擇曲線的近飽和段位置，從而使得磁化電流呈現出一種尖頂的波形形狀，也就帶有了奇次諧波。諧波的大小姜在深大程度上受到來自磁路結構以及鐵心的影響。其中鐵心所具有的飽和程度越高，并且變壓器所選擇的工作點偏離越遠，就會產生愈強的諧波電流。

再次是由于用電設備引發出來的諧波，此處所說的設備大多是晶閘管整流設備。隨著時間的推移，目前晶閘管整流正在涉足大量的領域之中，從而帶給了電網相當數量的電流諧波。眾所周知，晶閘管的整流裝置所使用的控制方式是移相，吸收來自于電網的缺角正弦波，把另一部分留給電網，也就很可能會在此部分中存有數量眾多的諧波。若整流裝置選擇的是單相整流電路，那么在鏈接感性負載的時候大多出現的電流多屬于奇次諧波，并且三次諧波的含量達到了基波的三成左右。一般在接容性負載的時候，大多就會存在奇次諧波電壓，而伴隨著電容值的逐步增大，諧波的含量也正呈現出一種增大的趨勢。如果說所選整流裝置是三相的全控橋整流器，那么變壓器的原邊與整條線路可能有至少5次奇次的諧波電流；若整流器脈沖達到12，則是少有11次奇次諧波電流。結合數據統計顯示產生于整流裝置的諧波大概可以占到全部的四成左右，是當之無愧的最大諧波源。

1.2 電力諧波的危害

經過大量的諧波電流流入電網，電網阻抗產生諧波降壓問題，并出現電網疊波積壓，這主要就是因為電網的電壓產生畸變引起的，進而嚴重影響到電能的質量。在公用電網內注入的諧波大于預先設定的數值的時候，有很大幾率干擾電網正常的運行，嚴重的會給電氣設備帶來損傷。在某些時期諧波能致使非常突出的諧波電流，不但能讓設備接入的電網無法正常運行，嚴重的還可引發故障，也讓供電系統的中性線電流超過負載導致對供電系統的傳送產生不利影響。

1.2.1 對變壓器的影響

對變壓器的影響為可能造成銅耗的大幅度增多，尤其是三次或三次倍數的諧波，在三角電容相連后容易形成繞組環流進行使線圈過熱。變壓器繞組的星形連接的接地中性點，并配備有較大的電容接地中性點，并聯電容器網格或當分配則可產生三次諧振，變壓器的附加損耗受此影響就會大大的增加。

1.2.2 對電力電容器的影響

當諧波電壓提升時，往往可導致電容器更快老化，也就使損耗的系數不斷增加，造成更高的附加損耗，易引起電容器出現故障，進而使電容器壽命縮短。另外，當電容以及電網感抗構成了諧振回路的時候，諧振頻率接近諧波的分量頻率，則諧波電流就會更大，進而造成電容器的過熱以及電壓的過載等等問題，影響設備的運行。

1.2.3 諧波對電網的影響

本文在此處以變壓器為例，對于實際的工作當中的變壓器的諧波損耗值進行比較詳細的分析。一般來說，在實際工作當中常常會利用的公式正是借助如下形式進行計算：

結合公式，不難看出，當出現不同的諧波電流畸變率時，往往變壓器的諧波損耗也會不同。例如S9-400/10型變壓器，這一情況下它的諧波損耗情況經過計算大致結果如（表1）表示。

結合（表1）不難看出，伴隨諧波電流畸變率的逐步增大，帶來的是變壓器諧波損耗的逐步增大，極易造成嚴重的變壓器效率損失問題。

2 改進措施

2.1 構建電能質量監控平臺

本文認為應當構建電能質量事故以及分析處理相關檔案，對電能質量事故進行分類統計，并及時的處理統計結果，強化電能質量方面的信息管理。至于供電網絡的所有電能的質量狀況和一些用電大客戶電能的質量狀況進行全面了解與跟蹤，并積極尋求的有效措施展開持久的在線監控。及時選擇一些有代表性的監測點展開、全天候電能質量在線監控，借此實現對系統內一些重要節點各類型電能質量參數的監控，此外還能夠結合這些重要節點數據進而完成對整個系統基本電能質量的監控評估。及時分析歷史信息，為后期查找電網事故提供重要的參考數據，從而避免乃至于大大降低電力系統事故的可能性。

2.2 優化供電環境

2.2.1 加強電網諧波治理規劃管理

展開電網諧波治理必須結合科學發展觀，綜合已經指定的電網總體規劃以及國民經濟和社會層面的宏觀發展規劃，各項資源使用以及環保方面的規劃等，對當前電力發展的環境展開全方位分析，實現電網以及電源之間的高度協調。

2.2.2 諧波源專線供電，集中治理

伴隨著工業的逐步發展，10KV出線的非線性負荷接入不可避免。大量的中小企業負荷規模雖然小，但凝聚起來統計規模同樣很大，它的運作應緊密結合市場，展開集中專項整治。

3 結語

諧波問題是一項需要長時間治理的工作，不僅需要大量的人力投入也需要大量的投資，不僅僅需要電力部門做好這項工作也需要其他相應部門的配合，為此這是一項需要多管齊下，多方合作的一個綜合性工程，需要常抓不懈。

參考文獻

[1] 毛政暉.配電網中諧波的影響和監測治理措施分析[D].浙江大學，2011.

[2] 李偉彬.有源電力濾波器在無功補償與諧波抑制中的研究[D].武漢理工大學，2009.

[3] 謝易澎.電力系統諧波及其抑制技術的研究[D].大連理工大學，2008.endprint