电网谐波产生的原因，危害以及抑制方法

电网谐波主要是由发电设备(电气终端)、输配电设备和电力系统的非线性负载引起的。今天主要了解电网谐波产生的原因，危害以及抑制方法。

一、电网谐波产生的原因

1、在电源端产生的谐波。

在三相发电机绕组的生产中，很难实现绝对对称。由于制造工艺的原因，即使在核心部分也很难达到绝对的均匀性。由于其他原因，如发电机的稳定性，会出现一些谐波，但通常比较少。

2、在电力传输和分配中发生的谐波。

电力变压器是电力传输和分配中最重要的谐波源。由于变压器的设计必须符合经济性，其铁芯的磁化曲线处于非线性饱和状态，这使得作用中的磁化电流有一个尖锐的峰值，产生简单的谐波。

变压器铁芯的最大饱和度导致其工作点偏离线性曲线，产生更高的谐波电流。单次谐波电流的分数可以达到变压器额定电流的0.5%以上。

3、由电气设备产生的谐波。

二、电网产生谐波导致哪些危害？

谐波造成的危害是非常严重的。谐波会降低发电、输电和用电的效率，导致电气设备过热，引起振动和噪音，使设备老化，缩短使用寿命，甚至会造成故障或烧伤。谐波在电气系统中引起局部的并联或串联共振，放大了谐波内容，导致电容器和其他设备燃烧。谐波也会导致继电器保护和自动设备故障，导致电力测量的混乱。在外部电力系统的情况下，谐波会对电子和通信设备造成严重干扰。

公共网络和其他系统中的谐波造成的损害通常包括

1、能源公司的运营成本增加

由于谐波不经处理就无法消除，大量的谐波电压和电流被移位并在电网中累积，导致线路损耗增加和电气设备过热，从而增加了电力的运行成本，提高了价格。

2、供应的可靠性降低

在许多情况下，谐波电压会产生更尖锐的正弦波，这不仅会增加变压器和电容器等电气设备的延迟和杂散电流损失，而且还会增加绝缘材料的电负荷。谐波电流增加了变压器的铜损，导致变压器局部过热，高谐波负载下的噪音增加，加速了绝缘的老化，大大降低了变压器和电机的寿命。供应的可靠性降低，在生产过程中，供应失败很可能造成严重后果。

3、电源事故产生

电力系统包含许多谐波源(变频器或整流器)，以及电容器、变压器、电缆、电机和其他不断运动的负载，很容易产生串联或并联的谐振条件。如果网络参数不匹配，就会在某一频率下发生谐波振荡，导致过电压或过电流。如果不加以控制，它们会威胁到网络的安全运行，并容易导致输电和配电故障。

4、设备故障无法工作

在发电机和旋转电机中，谐波电流或谐波电压会在定子绕组、转子电路和铁芯中造成额外的损失，降低传动设备的效率和能源消耗。更重要的是，谐波振荡容易引起涡轮发电机的振动，造成机械共振，引起涡轮叶片变形、疲劳循环和设备故障。

5、造成破坏性事故

继电保护的自动化在确保电力系统的安全运行方面发挥着重要作用。但由于谐波较多，容易使各种网络保护和自动化设备发生异常动作或动作失灵，特别是在广泛使用的微机保护和性能优良的综合自动化设备中，造成区域性(现场)网络故障，导致大面积停电等有害原因。

6、短路

网络中的和谐导致了测量仪器的错误和不符合正确指示的测量(测量仪器的错误主要反映在电表上)。当断路器截断高谐波含量的电流时，断路器的锁定能力会大大降低，从而导致电弧、短路甚至爆炸。

7、产品质量下降

由于共振波的长期存在，电机和其他设备的运行增加了振动，增加了生产误差，降低了产品加工的精度，降低了产品质量。

8、通信系统的正常运行受到干扰

当传输线和通信线平行或接近时，由于它们之间的静电和电磁感应，产生了电场耦合和磁场耦合，谐波成分对通信系统产生了噪声干扰，降低了信号传输的质量，破坏了正向信号传输。这不仅影响了谈话的清晰度，而且在严重的情况下还会危及通信设备和人身安全。

谐波干扰相邻的通信系统，肺部产生噪音，降低了通信质量;重则造成住宿损失，妨碍了通信系统的正常运行。

三、如何去除谐波？

电气谐波的产生往往对不合理的电气设计很重要。因此，解决电气谐波问题的第一个办法应该是优化电气设计，避免产生电气谐波。因此，有必要采取技术措施来避免电气设计中的谐波，如增加整流器脉冲的数量。整流器是电力系统中的主要谐波源。

PWM技术是一种广义的脉冲调制技术。使用这种技术来减少谐波的原理如下。

1)PWM增加了谐波谱，从而减少了谐波，使转换器的输入出现正弦波。

2)在受控整流后激活功率因数校正(PFC)，也可以实现正弦输入电流的控制目标，而且PFC可以进行相位校正，从而使线性负载与电网等效。

审核编辑：汤梓红