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谐波对电力系统的影响分析【摘要】谐波电流在供电系统中已经出现多年了但是随着科技的日益发展谐波对电力系统的影响也越来越大。虽然各种家用电器和电力设备给人们的日常生活以及工、农业生产带来了便利但是同时也导致了电网的大量谐波电流的注入造成了严重的电能质量下降也严重威胁到电力系统中的一些主要供电设备的安全运行。本文将对谐波对电力系统的影响进行详细论述并讨论谐波的产生情况进而提出了谐波的治理方法以此提高电源的品质铸就一个良好的电力系统环境。【关键词】谐波；电力系统；影响一、前言谐波是电力系统由于无法提供给用户一个理想的恒定工频的正弦波形电压所以分解周期性电流或电压傅立叶而得到的基波整数倍分量含有量的频率。电能在理想的电力系统中为用户提供的热是恒定的幅值和频率的三相平衡正序正弦电压但是由于负荷电力系统在实际的运行中是随机变化的三相电压的相位差、频率、幅值没有办法保持恒定不变。谐波电流在供电系统中已经出现多年电子行业中普遍应用的高频电源、电子镇流器、开关电源等电源设备日常生活中大量使用的日光灯、家用电器等电器设备以及矿山、化工、冶金企业中使用的大功率负荷的运行整流设备、炉、变频调速设备等都导致了大量的谐波电流注入电网造成严重的电能质量下降正弦波畸变。这样不仅严重危害到广大用户也严重威胁到电力系统中的一些主要供电设备的安全运行。本文将对谐波对电力系统的影响进行详细论述并讨论谐波的产生情况进而提出了谐波的治理方法以此提高电源的品质。二、谐波的影响谐波对各种电力系统都会产生不同程度的影响主要有：（一）谐波对电力设备的影响1.谐波对电容器组的影响在电容器中电压畸变会产生额外电力的损耗。过电压和过电流会因为电容器和系统的其它部分之间的串联和并联谐振而引起从而导致电容器过热或者巨大的损耗甚至会损坏电容器。2.谐波对电力电缆的影响谐波污染将会使干式电缆增加局部的放电使电缆温升增大、泄漏电流上升、输电损耗增大、介质损耗从而增加单相的接地故障的可能性电压也会随之升高。等级越高的电缆额定电压越是容易发生故障因为此事由于谐波而引起的电缆介质不稳定的危险性在随之增大。（二）谐波对变压器的影响谐波电压的存在使涡流损耗、绝缘的电场强度以及变压器磁滞增加还会增加铜的损耗。尤其是对于电力变压器在三角形接法的绕组内的3次倍数的零序电流的环流可能造成绕组的电流值超过额定值。（三）谐波对电网的影响谐波会影响电网的可靠性、稳定性、安全性主要表现在使正常的供电中断、电网解裂、可能引起电网发生谐振等方面。它会使电动机、电力电缆、电力变压器等设备发热并损坏并且使绝缘材料加速老化。谐波还会影响短路器的开断容盘导致短路器电弧的熄灭时间延长。电网的设备寿命缩短、线路和设备过热、功率损耗、增加接地保护功能失常等也会因谐波的产生而常有发生尤其是三次谐波产生的巨大的中性线电流会导致配电变压器的零线电流值或电压值超过相线的电流值或电压值影响设备的安全运行。谐波电压在公用电网中的限值如表1。（四）谐波对输电线路的影响流入电网的谐波电流对输电线路产生的影响如下：增加了电流波形的有效值因此引起了附加输电的损耗；在各种电路的阻抗上谐波电流会产生谐波电压降。在电缆正在输电的时候通过正比于其幅值电压的形式谐波电压增加了介质的电场强度因此会使电缆的使用寿命缩短。输电线路的长距离的输电线路辐射的网架结构、分布电感和对地电容对谐波放大表现突出。同时不能忽视输电线路的系统谐振问题及谐波的放大。（五）谐波对继电保护整定的影响当电源谐波有着较高分量的时候在继电保护正常运行中也许会错误地引起过电流保护、过电压保护。在出现含量较高的正序性谐波或负序性谐波的情况下如果三相极其不对称就会干扰并误动以负序滤过器为启动元件的保护装置。谐波还会干扰继电保护装置关键处理模块的正常工作造成保护装置拒动或者误动。例如因电弧炉而产生的谐波的影响就在上海宝钢发生过谐波电流干扰了数字型差动保护导致差动保护动作的跳闸事故。（六）谐波对其他运行设备的影响1.谐波对载波通信的影响如果谐波的含量高会干扰电力载波通信这些干扰主要在造成集中抄表系统中数据出错降低DAS、EMS的实时数据的可靠性数据在传输中失真以及在语音通信过程中产生噪音等方面表现。2.谐波对消弧线圈的影响消弧线圈在电网谐波的成分比较大的时候产生单相的接地故障可能对谐波电流不起作用因而接地点没有得到补偿扩大了系统故障。3.谐波对断路器的影响谐波会降低某些断路器的遮断能力无法遮断超过一定限值波