1、引言 一个理想的电力系统是以单一恒定频率与划定幅值的稳定电压供电的。但现实上，由于近年来随着科学技术的不竭成长，在电力系统中年夜功率换流装备和调压装配的哄骗、高压直流输电的运用、年夜量非线性负荷的泛起和供电系统自己存在的非线性元件等使得系统中的电压波形畸变越来越严重，对电力系统造成了很年夜的风险，如：使供电系统中的元件消耗增年夜、下降用电装备的使用寿命、干扰通讯系统等。严重时甚至还能使装备损坏，自动控制失灵，继电庇护误动作，因而造成停电事故等及其它问题。所谓知己知彼，百战不殆，是以,要实现对电网谐波的综合治理,就必需弄清晰谐波的来历及电网在各类分歧运行方式下谐波潮水的散布情况，以接纳响应的措施限制和消除谐波，从而改善供电系统供电质量和确保系统的平安经济运行。2、电力系统谐波的来历 电力系统中谐波源是多种多样的。主要有以下几种：1、系统中的各类非线性用电装备如：换流装备、调压装配、电气化铁道、电弧炉、荧光灯、家用电器和各类电子节能控制装备等是电力系统谐波的主要来历。这些装备即使供给它理想的正弦波电压，它取用的电流也长短线性的，即有谐波电流存在。而且这些装备发生的谐波电流也会注进电力系统，使系统遍地电压发生谐波份量。这些装备的谐波含量决议于它自己的特征和工作状态，基本上与电力系统参数无关，可视为谐波恒流源。2、供电系统自己存在的非线性元件是谐波的又一来历。这些非线性元件主要有变压器激磁支路、交直流换流站的可控硅控制元件、可控硅控制的电容器、电抗器组等。3、如荧光灯、家用电器等的单个容量不年夜，但数目很年夜且散布于遍地，电力部门又难以治理的用电装备。假设这些装备的电流谐波含量过年夜，则会对电力系统造成严重影响，对该类装备的电流谐波含量，在制造时即应限制在一定的数目范围之内。4、发机电发出的谐波电势。发机电发出谐波电势的同时也会有谐波电势发生，其谐波电势取决于发机电自己的结构和工作状态，基本上与外接阻抗无关。故可视为谐波恒压源，但其值很小。3、电力系统谐波潮水计较 所谓电力系统谐波潮水计较，就是经由过程求解网络方程In=YnUn(n=3,5,7…...n：谐波次数。In为谐波源负荷注进电网的n次谐波电流列向量。Yn为电网的n次谐波导纳阵。Un为电网中各节点母线的n次谐波电压列向量)。求得电网中各节点（母线）得谐波电压，进而求得各支路中的谐波电流。当电力系统中存在有谐波源时，此时系统中个接点电压和支路电流均会有高次谐波。为了肯定谐波电压和谐波电流在供电系统中的散布，需要对谐波阻抗组成的等效电路进行潮水计较，同时当整流装配供电系统中有容性元件存在时，还要凭据各支路谐波阻抗的性质和年夜小，来检验有无谐振的情况。进行谐波潮水计较，首先必需肯定电网元件的谐波阻抗。 （3.1）、电网各类元件的谐波阻抗： （1）、同步发机电的谐波阻抗 及格的发机电的电势是纯正弦的，不含有高次谐波，其发机电电势只存在于基波网络。在高次谐波网络里，由于发机电谐波电势很小，此时可视发机电谐波电势为零。故其等值电路为毗连机端与中性点的谐波电抗××××。其中XGn=nXG1-------------（1）式中XG1为基波时发机电的零序、正序或负序电抗，有该次谐波的序特征决议假设需要计及网络消耗，对于发机电，可将其阻抗角按85度估量，对于输电线，变压器和负荷等元件的等值发机电，可将其阻抗角按75度估量。。 （2）、变压器的谐波阻抗 电力系统谐波的幅值常是随着频率的升高而衰减，故在基波潮水计较尤其是高压电网中，常疏忽变压器的激磁支路和匝间电容。在计较谐波电流时，只斟酌变压器的漏抗，且认为与谐波次数所认定的频率成正比。在一般情况下，变压器的等值电路就简化为一毗连原副边节点的谐波电抗××××其中×××为变压器基波漏电抗。 在高次谐波的作用下，绕组内部的集肤效应和临近效应增年夜，这时候变压器的电阻年夜致与谐波次数的平方成正比，此时的变压器谐波阻抗为：Zn=sqrt(n)RT1 jnXT1-------------------------------（3）其中RT1为基波时变压器的电阻。 对于三相绕组变压器，可采用星型等值电路，其谐波阻抗的计较方式通上。 当谐波源注进的高次谐波电流三相不合错误称时，则要凭据变压器的接线方式和各序阻抗计较出三相谐波阻抗。 3）电抗器的谐波阻抗 当只计及电抗器感抗时，对n次谐波频率为：XLn=Nxl×UN/sqrt(3)IN 4）、输电线路的谐波阻抗 输电线路是具有平均散布参数的电路，经过完全换位的输电线路可看做是三相对称的。 在潮水计较中，凡是以集中参数的PI型等值电路暗示。以下图： 在计及散布特征的情况下，则：ZLn=Znsh(rnl) Yln/2=(chrnl-1)/(Znshrnl) ZN和RN划分为对于于该次谐波时线路的波阻抗和传布常数。其中Zn=sqrt(Z0n/Y0n)Rn=sqrt(Z0nYon) Z0N和Y0N划分为该次谐波时输电线路单元长度的阻抗和导纳 五）、负荷的谐波阻抗 在谐波潮水计较时，基波部门可按节点注进功率看待，而在谐波网络中将它看做是恒定阻抗，近似地可认为综合负荷为一等值电念头。其综合负荷的谐波等值阻抗值为：ZN=SQRT（N）R1 JNX1其中R1，X1为基波等值电念头的负序电阻、电抗、其值可由该节点的基波电压、功率值经换算求得。零序电流一般不会进进负荷，因而在零序性的高次谐波网络里，可疏忽负荷支路。 当肯定了电路中各电气元件的谐波阻抗后，可以组成一个谐波作用的等效电路，以便进行计较，绘制谐波作用下的等效电路时应注重以下几个特点： （1）、谐波作用的等效电路，均应以整流装配为中心，依照现实接线组成，因而整流装配视为谐波源，而电力系统的发机电不是以能源泛起，而是作为谐波源的负载阻抗的一部门。 （2）、电路元件阻抗可以用着名值进行计较，也能够用标幺值进行计较。当采用着名值进行计较时，全数电路应折算到某一基准电压，便于分析和运用。 （3）一般计较中，元件的所有电阻都可疏忽，可是当系统某一部门发生或接近并联或串联谐振时，此时的电阻影响却不能疏忽。 （4）、在谐波电流近似计较中，所肯定的是整流装配侧的总谐波电流，凭据谐波作用等效电路，才能肯定各支路谐波电流和电压的散布。 3.2、谐波潮水计较 （3.2.1）、无容性元件网络的谐波潮水计较 （1）、对称系统的谐波潮水计较对称系统中三相情况不异，是以可以按一相情况来计较。 当肯定了整流装配任一侧总谐波电流后，连系谐波等效电路，就能够肯定系统网络中任一支路的谐波电流散布。然后再凭据节点谐波电压和节点注进谐波电流的关系I=YU（其中，Y为谐波导纳阵），就能够肯定遍地的节点谐波电压了。进而可求出潮水功率。其计较步骤以下：lt;1gt;、凭据所给运行条件，以凡是的潮水计较方式求解基波潮水。lt;2gt;、按谐波源工作条件，肯定其它有关参数及需要计较的谐波次数。lt;3gt;、计较各元件谐波参数，形成各次谐波网络节点导纳矩阵，并计较响应谐波网的注进电流。lt;4gt;、由式IN=YNUN肯定各节点的谐波电压，并计较各支路谐波功率。其中，应注重有谐波仪测出的谐波注进电流，其相角是相对基波电流的相角。故求出基波电流后，需将谐波注进电流相角进行批改。一样，系统节点的功率是基波功率与谐波功率之和，故基波注进功率也应进行批改。但线性负荷处的基波注进功率没必要批改。（2）、不合错误称系统谐波潮水计较 在不合错误称系统中，三相情况各不不异，而且相互影响，是以必需同时进行三相系统的计较。 不合错误称网络潮水的计较可将网络分为各次谐波网络，先计较基波网络，求得各节点基波电压后，按它计较各谐波潮水的各次注进电流，再按此谐波注进电流解算各次谐波的网络方程，求出各节点的各次谐波电压。 （3.2.2）、整流装配供电系统中有容性元件存在时的谐波潮水计较当整流装配供电系统中有容性元件存在时，电容器对整流装配的换相进程和电压电流波形都有影响。一般在基波频率下，感抗和容抗支路的参数在数值上相差甚年夜，不致发生谐振现象，但整流装配的一次非正弦回路，可以看成是几个分歧频率和振幅的正弦电势在回路中划分作用的综合成效，因感抗频率特征与容抗频率特征恰好相反，有可能在某次谐波下两者数值相近，发生谐振现象。故此时除进行正常的谐波潮水计较外，还要凭据各支路谐波阻抗的性质和年夜小，来检验有无谐振。 4、总结 电力系统中的谐波的泛起，对于电力系统运行是一种污染。它们下降了系统电压正玄波形的质量，不单严重地影响了电力系统自身，而且还风险用户和四周的通讯系统。 是以对电力系统谐波的研究对于改善电能质量，抑制和消除谐波具有十分重要的意义。