隧道建设风机软起动产生的谐波及对电网的影响

谐波对电网的危害及治理对策论文摘要：谐波治理是一项系统工程，国内谐波治理的难点不在技术层面，因此，通过严密的管理和过细的工作取得用户支持，切实有效地开展谐波治理显得尤其重要。

目前，电力部门普遍对主电网谐波污染高度重视，但忽略对日益发展壮大的电网的谐波治理。

1、引言随着我国国民经济的快速发展，大功率整流设备、变频调速设备、换流逆变器设备等在配电网中得到广泛应用，给配电网注入了大量的非线性阻抗特性，导致电网波形出现严重畸变现象，电网中的谐波问题严重，在很大程度上对电力系统及电气设备造成危害。

2、谐波的基本特性和测量（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。

（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。

（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。

谐波的危害及治理
对于电力系统来说，电力谐波的危害主要表现有以下几方面：
1.电力谐波对输电线路的影响：
谐波电流使输电线路的电能损耗增加。

当注入电网的谐波频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时，对输电线路和电力电缆线路会造成绝缘击穿。

2.电力谐波对电力电容器的影响：
含有电力谐波的电压加在电容器两端时，由于电容器对电力谐波阻抗很小，谐波电流叠加在电容器的基波上，使电容器电流变大，温度升高，寿命缩短，引起电容器过负荷甚至爆炸，同时谐波还可能与电容器一起在电网中造成电力谐波谐振，使故障加剧。

3.电力谐波对变压器的影响：
谐波电压的存在增加了变压器的磁滞损耗、涡流损耗及绝缘的电场强度，谐波电流的存在增加了铜损。

对带有非对称性负荷的变压器而言，会大大增加励磁电流的谐波分量。

4.增加输、供和用电设备的额外附加损耗，使设备的温度过热，降低设备的利用率和经济效益。

资料来源：。

电网中谐波产生的原因、危害及治理措施作者：黄贤丽张金刚来源：《科技资讯》 2015年第9期黄贤丽张金刚(华能集团济宁运河发电有限公司山东济宁 272000)摘要:随着我国经济的快速发展,电力用户中大量非线性电力设备的应用,谐波问题越发引起人们的广泛关注。

在电网诞生之初,谐波就存在,因为发电机和变压器本身就能够产生谐波,但由于量小,并不会产生危害。

然而,随着用电设备种类的增多,以及具有谐波放大效应的并联电容器的广泛应用,谐波的危害变得越来越严重。

大量谐波的存在会污染电网、影响电网中的设备和负荷,因此问题不容忽视。

了解谐波产出的原因及危害,有助于我们更好地制定治理措施。

文章对谐波产生的原因及危害进行了分析,并出了若干治理措。

关键词:基波谐波源谐波治理中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(c)-0255-011 谐波源如果电网中的电压或电流波形是不理想的正弦波,表明其中有频率高于50Hz的电压或电流成分,该成分即为谐波。

随着非线性电力电子器件组成的电气传动自动化装置的广泛应用和容量的不断增加,谐波污染给公用电网和其他用电设备的带来的影响日益显著。

所以必须考虑谐波产生的原因和它带来的危害,以及如何将危害减少到最小。

凡是能向电网注入谐波电流或谐波电压的电气设备统称为谐波源。

例如:换流设备、电弧炉、铁芯设备、照明设备、某些生活日用电器等非线性电气设备。

整流器、逆变器和变频装置等这一类电气设备,这些设备的用途就是强行切断或连通电流,因此通常要用整流元件的导通、截止特性,而正是这一过程会导致了大量谐波电流的产生。

工业上钢铁企业中所用的电弧炉也是一个很大的谐波源。

电弧炉的熔化过程中,会发生填料不完全融化并结焦成块状固体的现象,这会导致电弧阻抗不稳定。

当电极插入熔化金属时,电极间会产生金属性短路,此时,短路电流的限制通常要依靠电炉变压器的阻抗和所串连的电抗器来完成。

如果电弧的负阻抗特性(电弧的阻抗随电流的增大而急剧减小)和熔化期三相电极出现反复不规则短路以及断弧现象,那么此时电弧炉就会产生谐波电流。

软启动器工作过程中的谐波分析及抑制本文来自2008年第10期“软起动”上 ,已经被阅读过302次摘要：软启动技术是近几年发展起来的,将电力电子技术、微处理器技术和自动控制技术有机结合的一种新技术, 与传统降压启动控制技术相比有很多优点。

本文从软启动器概念入手，分析软启动器谐波产生的原因及危害，在此基础上提出了抑制谐波的方法。

关键词：软启动器;谐波;危害;抑制随着工业生产机械的不断发展，对电机的启动性能提出了越来越高的要求。

三相鼠笼式异步电动机应用广泛，但启动电流大是一个突出的缺点，为了改善起动性能，降低起动电流，提升起动转矩，传统采用串联电抗器，自耦变压器等降压起动的方法，这些方法虽然能减少起动电流，但同时也使电动机的起动转矩减少，而且起动电流不连续，维修量大，即增加了成本，又降低了可靠性。

软启动器是一种就集软启动，软停车，轻载节能和多功能保护于一体的新型电机控制装备，国外称为Soft Starter。

它不仅可以在整个启动过程中实现无冲击而平滑地启动电机，而且可以根据电动机负载的特性来调节启动过程中的参数，如限流值，启动时间，启动时间等。

此外它还具有多种对电机的保护功能，从根本上解决了传统降压启动设备的诸多弊端。

国外AB，ABB，施奈德，西门子等大公司均有相关产品。

1 软启动器原理及性能特点软启动器的主要构成是串接于电源和被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路，现代软启动器基本上都采用了电力电子技术和微机控制技术，以单片机为中央控制器来完成测量及各种控制算法。

因此，软启动器具备了很强的功能和灵活性。

图1 晶闸管软启动器主电路整个启动过程是数字化程序软件控制下的自动运行。

利用三对晶闸管的电子开关特性，通过启动器中的单片机控制其触发脉冲来改变触发角的大小，从而改变晶闸管的导通时间，装置输出电压按一定规律上升, 使被控电动机的电压由零升到全电压, 转速相应地由零平滑加速到额定转速的过程。

它是电力电子技术与自动化控制技术的综合, 是将强电和弱电结合起来的控制技术。

谐波对电网的影响及其解决措施摘要：谐波对于电网的影响来说是深远的，充分分析谐波对电网的影响有重要意义，本文主要对电力谐波对电网的影响及其解决措施进行了探讨。

关键词：谐波电网治理Abstract: the influence of the power network harmonic it is profound, the full analysis of the influence of the harmonic power grid has an important meaning, this paper mainly to the power grid and the influence of the harmonic wave to solving measures are discussed.Keywords: harmonic power grid management0 前言随着电力电子装置应用的迅速普及，其非线性的负荷特性给电网带来丰富的谐波电流，使得公用电网的谐波污染日趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波亦增加了公用电网的附加损耗、降低了发电、输电及用电设备的效率。

谐波不仅影响了输配电和用户电力设备的正常使用，致使用户的无功功率电费支出增加，而且对其它设备组件也产生了危害。

下面将对电力系统谐波的产生原因与危害影响做出分析，提出了治理电力系统谐波的主要措施。

1 谐波对电网的主要影响及谐波治理的意义1.1谐波对电网设备的影响（1）电网谐波污染，导致输电线路、变压器和电机损耗增加，浪费日趋宝贵的能源；（2）变压器、旋转电机等铁芯磁感应环流增加，大大加大电气设备发热损耗，增加功耗；加速绝缘老化，影响设备寿命；甚至发生机械谐振，旋转电机转速不稳，烧毁旋转电机；（3）电线电缆等集肤效应增大，发热损耗增加；加速绝缘老化，影响寿命；（4）电力系统继电保护误启动，误动作跳闸，拒动和损坏，常引起事故或扩大停电事故；（5）电能表等计量装置误差增大，不能正确计量电能。

浅谈谐波对电网的危害及防治措施【摘要】各种电力电子装置也如雨后春笋般发展起来。

然而，这也造成了公用电网的谐波污染日趋严重，因谐波污染造成的各种事故也不断发生，笔者从谐波的性质和测量、来源、危害及防治措施几个方面进行逐一分析，为寻求更好的防治措施提供参考。

【关键词】谐波电网危害防治措施1.前言近些年来，随着我国的不断发展与进步，大众生活水平的日益提升，用电已成为人们生活中不可或缺的一部分。

电网中的谐波危害随之而来，这不仅影响了供电的安全可靠，也影响了用户的生产生活，谐波危害的严重性渐渐引起了社会个方面的高度的关注[1]。

世界各国都对谐波问题予以充分和关注。

国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。

2.谐波基本性质和测量方法谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。

当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。

测量谐波是监控谐波对电力系统产生影响的重要一环，通过测量谐波：检验谐波对有关设备的影响，找到谐波故障的原因；验证实际网络谐波源用户的谐波水平是否符合标准的规定; 跟踪检测各种电力设备投入运行前后，系统的谐波水平及其变化等。

原则上作为谐波的监测点的是谐波源用户接入电网的公共连接点，然后测量该点的谐波电压和谐波源用户注入公用电网的谐波电流，对电压和电流进行分析，得到谐波的测量数据。

3.配网中谐波的来源电力网络中发电、输电、配电、用电等都是产生谐波的来源[２]。

对配网中谐波的来源有一个准确且详细的把握，对研究谐波的防治具有重要作用。

三相变压器的铁芯中相比边相短，造成了三个磁路不对称，铁心不一致，引起变压器的励磁电流含有谐波分量。

在实际电网运行中，谐波分量是非常小的，但因为变压器的绕组接法以及各绕组和电网各相的连接统一规定，最终电网中每台变压器的励磁电流的同次谐波累积在一起，成为谐波的重要来源。

对矿用软起动器谐波问题的探讨【摘要】针对矿用软起动器产生的谐波被忽略的问题，文章从矿用软起动器谐波产生、谐波影响、谐波治理等方面进行了分析及总结，希望大家也能更加重视对矿用软起动器谐波的谐波问题。

【关键词】矿用;软起动器;谐波前言随着矿井对节能要求的提高，可实现电机软起的矿用变频器、软起动器在煤矿井下得到大量使用。

由于大家越来越重视矿用变频器的谐波问题，却忽略了同样采用采用晶闸管交流调压的矿用软起动器的谐波污染问题。

下文将从软起动器谐波的产生、危害治理等方面探讨矿用软起动器的谐波问题，希望引起大家的重视。

1.矿用软起动器谐波的产生1.1 矿用软起动器的工作原理矿用软起动器工作主要分软起过程和软起后的工作过程。

根据电气原理图1软起动器的软起过程主要是通过调节三对反并联晶闸管的导通角，在起动时使电机的定子电压由某个初始值平滑上升到额定电压，在此过程中将起动电流限制在一定范围内，实现电机软起;起动以后，通过软起控制器实现对电机断相保护、过、欠压保护、短路保护、漏电保护、过载保护、晶闸管超温保护、远程通讯和故障诊断及报警等功能，图1 矿用软起动器电气原理图1.2 矿用软起动器谐波的产生通过上文可知，矿用软起动器的工作过程主要包含软起和软起后的工作状态。

在其软起的过程主要是通过晶闸管调压来实现的。

而晶闸管电路调压主要由移相调压（即改变门极脉冲相位调节输出电压）和斩波调压（即通过元件占空比来调节输出电压）两种。

因矿用软起动器的晶闸管工作频率不高，也不能自行关断，一般采用移相调。

而移相调容易使矿用软起动器从电网中吸收的波形变成缺角的正弦波，而另外缺角部分的正弦波由于没有被矿用软起动器吸收，则变成了谐波对电网产生危害，这样在软起动器的软起阶段大量的谐波就产生了。

在软起器实现软起功能后，通过主回路接触器的吸合，采用工频电对电机供电进行工作，同时通过控制变压器将工频电压转换成软起控制器所需的控制电压实现电机的保护及其它控制功能，这部分工作过程产生的谐波对电网或其它设备影响较小，因此矿用软起动器的谐波主要产生在其软起过程。

电网谐波的产生，危害与抑制当电网中的电压或电流波形非理想的正弦波时，即说明其中含有频率高于50Hz的电压或电流成分，我们将频率高于50Hz的电流或电压成分称之为谐波。

谐波的对电子器件的正常工作有重要影响。

本文从想、谐波的产生，危害与抑制来阐述谐波的对电网的影响。

一．谐波的产生电网谐波来自于三个方面：一是发电源质量不高产生谐波；二是输配电系统产生谐波；三是用电设备产生的谐波，其中用电设备产生的谐波最多。

1. 电网与电源设备发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。

输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。

它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。

铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流的0.5%。

2. 在用电设备中，下面一些设备都能产生谐波（1）晶闸管整流设备：由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。

我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。

如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。

如果整流装置为三相全控桥6脉冲整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。

经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。

（2）变频装置：变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的使用的增多，对电网造成的谐波也越来越多。

软启动器工作过程中的谐波分析及抑制本文来自2008年第10期“软起动”上 ,已经被阅读过302次摘要：软启动技术是近几年发展起来的,将电力电子技术、微处理器技术和自动控制技术有机结合的一种新技术, 与传统降压启动控制技术相比有很多优点。

本文从软启动器概念入手，分析软启动器谐波产生的原因及危害，在此基础上提出了抑制谐波的方法。

关键词：软启动器;谐波;危害;抑制随着工业生产机械的不断发展，对电机的启动性能提出了越来越高的要求。

三相鼠笼式异步电动机应用广泛，但启动电流大是一个突出的缺点，为了改善起动性能，降低起动电流，提升起动转矩，传统采用串联电抗器，自耦变压器等降压起动的方法，这些方法虽然能减少起动电流，但同时也使电动机的起动转矩减少，而且起动电流不连续，维修量大，即增加了成本，又降低了可靠性。

软启动器是一种就集软启动，软停车，轻载节能和多功能保护于一体的新型电机控制装备，国外称为Soft Starter。

它不仅可以在整个启动过程中实现无冲击而平滑地启动电机，而且可以根据电动机负载的特性来调节启动过程中的参数，如限流值，启动时间，启动时间等。

此外它还具有多种对电机的保护功能，从根本上解决了传统降压启动设备的诸多弊端。

国外AB，ABB，施奈德，西门子等大公司均有相关产品。

1 软启动器原理及性能特点软启动器的主要构成是串接于电源和被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路，现代软启动器基本上都采用了电力电子技术和微机控制技术，以单片机为中央控制器来完成测量及各种控制算法。

因此，软启动器具备了很强的功能和灵活性。

图1 晶闸管软启动器主电路整个启动过程是数字化程序软件控制下的自动运行。

利用三对晶闸管的电子开关特性，通过启动器中的单片机控制其触发脉冲来改变触发角的大小，从而改变晶闸管的导通时间，装置输出电压按一定规律上升, 使被控电动机的电压由零升到全电压, 转速相应地由零平滑加速到额定转速的过程。

它是电力电子技术与自动化控制技术的综合, 是将强电和弱电结合起来的控制技术。