第一篇：电网谐波对用电设备的影响及其抑制
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电网谐波对用电设备的影响及其抑制
近年来，随着各种整流和换流设备、电子设备、电弧炉、变频器、日用电器和照明设备的大量应用，使电网的电压和电流发生了畸变，电网产生了大量的高次谐波。本文旨在论述谐波对工厂用电设备的影响及其抑制措施。 一、谐波的影响
1、变压器
对变压器而言，谐波电流可导致铜损和杂散铜损增加，谐波电压则会增加铁损。与纯正基本波运行的正弦电流和电压相比较，谐波对变压器的整体影响是温升较高。必须注意的是：这些由谐波所引起的额外损失将与电流和频率的平方成比例上升，进而导致变压器的基波负载容量下降。而且谐波也会导致变压器噪声增加。
2、电力电缆
在导体中非正弦波电流所产生的热量与具有相同均方根值的纯正弦波电流相比较，则非正弦波会有较高的热量。该额外温升是由众所周知的集肤效应和邻近效应所引起的，而这两种现象取决于频率及导体的尺寸和间隔。这两种效应如同增加导体交流电阻，进而导致I2Rac损耗增加。气体处理
3、电动机
谐波对电动机的主要影响是引起附加损耗，其次是产生机械振动、噪声和谐波过电压。当电动机的谐波电流增大时，电动机的磁饱和程度增加，其所引起的电动机的附加损耗和发热的增加，要比单纯由谐波本身引起的损耗和发热大得多。对于旋转电动机设备，与正弦磁化相比，谐波会增加噪音量。像五次和七次这种谐波源，在电动机负载系统上，可产生六次谐波频率的机械振动。机械振动是由振动的扭矩引起的，而扭矩的振动则是由谐波电流和基波频率磁场所造成的，如果机械谐振频率与电器励磁频率重合，会发生共振而产生很高的机械应力，导致机械损坏的危险。
4、开关
像其它设备一样，谐波电流会引起开关之外额外温升并使基波电流负载能力降低。温升的提高对某些绝缘组件而言会降低其使用寿命。
5、电子设备
计算机及部分电设备，如可编程控制器（PLC），通常要求总谐波电压畸变率（THD）小于5%，且个别谐波电压畸变率低于3%，较高的畸变量可导致控制设备误动作，进而造成生产或运行中断，导致较大的经济损失。
二、谐波与功率损失
在电网电压、电流波形畸变的情况下，视在功率S与有功功率P和无功功率Q之间的关系变为：S2 > P2 + Q2，视在功率中除去有功功率后，余下的功率包括两部分。现用C表示余下的其中一部分，称之为畸变功率。这样，视在功率就成为三向量之和，即：S2 = P2 + Q2 + C2，畸变功率C具有无功功率的性质。因此，谐波电流的存在可看作是无功功率的增加，畸变功率也就可称为谐波无功功率。它与电磁无功功率在电网中流动时一样，会增加线路和变压器的铜损耗，并使电网的功率因数降低。
三、抑制谐波的措施
1、改变供电系统的运行方式；温室保温被
2、合理选择供电电压；
3、设法减少谐波源的谐波注入量；
4、设置交流滤波器；
5、设置有源滤波器。在这些措施中，措施1、2、3的实施是不现实或极其困难的，措施4效果也不是很好，措施5有源滤波器滤波效益可观，并且技术日趋成熟，目前已逐步开始普及。有源滤波器目前全部为智能化控制，可以做到免调试。不仅能有效地滤除电网的各次谐波，而且还可以提高用电设备的功率因数，从而取得非常满意的节电效果。因为通常采用功率因数提高措施，虽然可以大幅度降低基波无功电流，但是必然会出现谐波放大现象。这时，供电电流和电流中谐波电流大幅增加，谐波无功功率也相应增加，使器件由于超温和过压而损坏，供电变压器温升加大。所以有源滤波器这一功能是非常必要的。现在，该类滤波器已实现了平均无故障时间十年的要求，可以用于所有感性负载。只要是根
据现场电气参数准确来配备，其在滤除谐波提高功率因数的同时，还可以起到可观的节电
第二篇：电网谐波及其抑制
（二）电压波动的抑制措施 抑制电压波动可采取下列措施：
1）对负荷变动剧烈的大型电气设备，采用专用线路或专用变压器单独供电。这是最简便有效的办法。离线浏览
墨粉2）设法增大供电容量，减小系统阻抗，例如将单回路线路改为双回路线路，或将架空线路改为电缆线路等，使系统的电压损耗减小，从而减小负荷变动时引起的电压波动。
3）在系统出现严重的电压波动时，减少或切除引起电压波动的负荷。
4）对大容量电弧炉的炉用变压器，宜由短路容量较大的电网供电，一般是选用更高电压等级的电网供电。5）对大型冲击性负荷，如果采取上列措施尚达不到要求时，可装设能“吸收”冲击性无功功率的静止型无功补偿装置（staticvar compensator，SVC）。SVC是一种能吸收随机变化的冲击无功功率和动态谐波电流的无功补偿装置，其类型有多种，而以自
饱和电抗器型（SR型）的效能最好，其电子元件少，可靠性高，反应速度快，维护方便经济，且我国一般变压器厂均能制造，是最适于在我国推广应用的一种SVC。
五、电网谐波及其抑制
（一）电网谐波的有关概念 1.电网谐波的含义
谐波（harmonic），是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数（Lourier series）分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波，而基波是指其频率与工频（50Hz）相同的分量。
向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备，称为谐波源。
就电力系统中的三相交流发电机发出的电压来说，可认为其波形基本上是正弦量，即电压波形中基本上无直流和谐波分量。但是由于电力系统中存在着各种各样的谐波源，特别是大型变流设备和电弧炉等的日益广泛应用，使得谐波干扰成了当前电力系统中影响电 能质量的一大“公害”，亟待采取对策。2.谐波的产生与危害
电网谐波的产生，主要在于电力系统中存在各种非线性元件。因此，即使电力系统中电源的电压为正弦波，也会由于非线性元件的存在，使得电网中总有谐波电流或电压存在。产生谐波的电气元件很多。例如荧光灯和高压汞灯等气体放电灯、异步电动机、电焊机、变压器和感应电炉等，都要产生谐波电流或电压。最为严重的是大型的晶闸管变流设备和大型电弧炉，它们产生的谐波电流最为突出，是造成电网谐波的主要因素。
第三篇：PWM变频器输出过电压和谐波对电动机的影响及抑制措施
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