电力谐波的治理及方法研究文
献综述
电力谐波的治理及方法研究文
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电力谐波的治理及方法研究文献综述
随着非线性负荷的普遍增加，电力系统中的谐波成分也日趋增多，
严重影响着用电设备的效率和安全运行，严重时甚至会引起事故。同
时，精密制造业对各种微电子装置的广泛应用，也使得对电能质量要
求的显著提高。所以，对于电力谐波的检测是解决其他谐波问题的基
础，对于有效抑制谐波具有非常重要的意义。
1.谐波危害
（1）谐波对供配电线路产生的危害。电力系统中的电力谐波会使电
网中的电压和电流发生变化。民用配电系统中的中性线会产生大量奇
次谐波。在三相配电线路中，相线上的3的整数倍谐波在中线上会产
生叠加，导致中线上的电流值存在超过相线上电流的可能。[1]
（2）谐波对电力设备的危害。当谐波作用于电容器、电缆等电力设
备时，会使电容器的功耗增加，温度升高，绝缘老化甚至损坏。[2]
电缆中在一定数值下电容与电感都有发生谐振的可能。另外，由于谐
波频率较高，趋肤效应则越明显，使得交流电阻变大，通过的电流变
小。对于一些低压开关设备，由于发热会使配电断路器产生误动作。
2.谐波检测
（1）模拟电路检测法：该检测方法在国内较常用，但造价昂贵，对
频率和温度的反应较敏感，容易产生较大误差。
（2）基于傅里叶变换：根据国内电力系统谐波的现状，现阶段主要
采用傅里叶转换方法进行检测，且主要适用于数字领域。缺点是采样
信号长度有一定限制，无法对无限长度信号进行采样。
（3）小波变换检测：小波变换相对于以上两种方法应用更为广泛，
尤其在信号分析、图像处与分析、语音识别与合成及自动控制等领域
等到了应用。小波变换弥补了傅里叶变换的不足，精确度高，可自动
调焦，还能追踪一些较为复杂的信号。
3.谐波的治理
通常电网中的谐波一半来自三个方面：[3]（1）输送电力系统产生
的谐波；（2）发电源质量低产生谐波；（3）用电设备产生谐波。其中
主要是用电设备产生的谐波比较多。
3.1 提高电能质量治理谐波
一方面，要了解现阶段已有的谐波源用户设备，加强谐波治理的宣
传工作。对于检测不合格的用户应当停止供电；另一方面，要选择合
适的变压器、电动机和电抗器等相关设备，保证其接近满负荷运行，
在源头上防止谐波的产生并及时进行处理。
3.2 加装设备治理谐波
1.减少非线性用电设备与电源间的电气距离。也就是减少系统阻抗，
换句话说就是提高供电电压等级。例如，在丽水电业局的遂昌钢厂就
取得了不错效果，该钢厂原是用35kV供电，由两个110kV变电所各
架设一回35kV专线供电，而它的主要用电设备是电弧炉，虽然进行
了五次、七次谐波治理，但在110kV的 35kV母线上测得谐波分量仍
接近或稍超国家标准。但在丽水局在遂昌新建了一个220kV变电所而
且离该钢厂仅4km左右，用5回35kV专线供电，使 35kV母线的谐
波分量控制在国家标准以内，此外该厂还使用了较大容量的同步发电
机，使这些非线性负荷的电气距离大大下降，使该厂生产的谐波对电
网的危害性下降，这种方法投资是最大的，往往需要和电网发展规划
相协调。
2.谐波的隔离。非线性用电设备产生的谐波，它不仅直接影响到本
级电网，而且经过变压器后，还会影响到上几级电网。如何把这些非
线性用电设备产生的谐波不影响或少影响其他几级电网，这也是谐波
治理的一个基本方法。这一方法在电网中广泛采用，发电机发出的电
能经过Y/△、Y0/△、Y0/Y等接线组别的变压器，把发电机产生的三
次、九次等零序分量的谐波与上级电网隔离开来，因此在 110kV以
上高压电网上，三、九次谐波分量很小，几乎是零。而10kV由于大
多数配变为Y/Y0接线，35kV也有少量Y/Y0接线的直配变，因此在
10kV和35kV系统中三、九次谐波分量会比高压电网大。为了减少低
压对10kV电网的影响，我局现在10kV配电系统中推广使用了D，
yn11接线组别的配电变压器，有效的减少了三、九次谐波的影响。
3.安装滤波器。目前对变电所侧和用户侧谐波治理的方法，多采用
安装滤波器来减少谐波分量。滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两
大类。
有源滤波器的基本工作原理是把电源侧的电流波型与正弦波相比
较，差额部分由有源滤波器进行补偿，这是谐波治理的发展方向。目
前由于功率电子元件容量做不大、电压做不高，而且成本很高，因此
在现阶段不可能大量推广应用。随着科学技术的发展，功率电子元件
的成本下降，这一技术一定会在谐波治理上占主导地位的。
无源滤波器是通过L、C串联或并联，使其在某次谐波产生谐振，
当发生串联谐振时，使滤波器两端该次谐波的电压很小，几乎接近零，
这类滤波器往往接在变压器的二次侧出口处，从而使变压器的一次侧
该次谐波的分量也很小，达到对该次谐波治理的目的。串联无源滤波
器多用于对五、七、十一次谐波治理中，而且往往同时采用两组以上
滤波器，谐振在五、七次，同时起补偿电容器组的作用。目前，在电
力行业中，它多用于35kV和110kV变电所的10kV母线上，两组滤
波器中的电容器容量大于变电所无功补偿容量，串联电感后，谐振在
五、七次谐波频率中，使无源滤波器一物二用（2）利用无功补偿进
行谐波治理，主要有集中和就地无功补偿两种。改变与电容器串联的
组流电抗器参数等能有效消除并联电容器对谐波的放大现象。
4.采用静止调相机、动态电压恢复器、固态电子转化开关和不间断
稳压电源装置能保证可靠用电，消除对电网造成的谐波污染。[5]
4.总结
合理应用电能质量测试仪能大幅度提高电能质量的检测和治理水平。
同时，建立先进可靠的电能治理检测网络能及时反映和分析电网的电
能质量水平，找出谐波问题的源头。采取相应的治理措施能保证电网
稳定和安全地运行，促进整个电力系统的稳步发展。
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