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摘要：谐波对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁，给周围电气环境带来极大的影响，被认为是电网的一大隐患。本文论述了怀化电网220KV 阳塘变供电区谐波产生的原因、造成的危害、控制措施。
关键词：电力系统；谐波；控制措施
0前言
电力系统是是现代社会生产与生活不可缺少的一种主要能源形式。随着电力电子装置的应用日益广泛，电能得到了更加充分的利用。但随着用电设备的应用带来的谐波问题对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁，给周围电气环境带来极大的影响，被认为是电网的一大隐患。
1 谐波产生的原因
在电力系统中，通常是以正弦波方式进行供电的，这不但给电力系统的分析设计带来方便然而谐波的存在却使电压、电流的波形产生了突变。电网谐波主要来自于3 个方面：⑴ 发电源质量不高产生的谐波
⑵ 输配电系统产生的谐波 ⑶ 用电设备产生的谐波
下面就懷化电业局220KV阳塘变供电区进行讨论，其一次接线图为：
正常运行正常方式为：110KV I、II母并列运行，母联500断路器为运行状，阳怀线502、#1主变510、阳泸线508、阳街线518、阳新II线526断路器运行于110KV I母，阳上线506、阳火线512、阳中线516、阳锦线524、#2主变520运行于110KV II母，#1主变5X16、#2主变5X26中性点隔离开关在合上位置，怀化电网是属于湖南省西部电网，主要负荷有电铁、煤矿、化工、高能耗组成，，其中220KV阳塘变为怀化地区其中一个重要供电电源，阳锦线524、阳新II线526线路分别带有锦和、麻阳、象鼻子、新晃、怀化、盐田铺六个牵引变供铁路电源，而516线路带所连接的有骏泰浆纸公司，是怀化地区一个规模较大的一个造纸公司，自备发电机组，机组容量为70MW，其站内造纸废物用作发电原材料，其设备要求电压波动不能太大，如有较大的电压波动，其站内运行设备自动跳闸，但怀化地区为小水电较为丰富的一个地区，都集中在220KV 阳塘变上网，因为都小水电机组，对电压波动影响较大，加上六个电铁负荷，所以考虑到谐波对电网的影响，我们将运行方式稍做改变，电铁负荷与非电铁负荷分开，具体的方式改变如下：阳火线512、阳怀线502、阳锦线524、阳新II线526、#2主变520断路器运行于110KV II母，其它110KV间隔运行于110KV I母，母联500断路器断开，110KV I母与110KV II母分段运行，阳塘变#1主变5X16、#2主变5X26接地。从下图可以看出骏泰浆纸公司电压、电流不平衡度比较
骏泰浆纸公司110KV电压不平衡比较：方式改变前为运行方式一，方式改变后为运行方式二：
骏泰浆纸公司10KV电压不平衡度比较：
由测试数据和统计图形可看出，高压侧电压运行方式一时不平衡度在1.84%-5.18%的区间内，运行方式二时集中在0.99%-1.54%；低压侧电压运行方式一时不平衡度在0-2%的区间往复变化，运行方式二时在0.5%以下，统计数据如下：
2谐波对电网的影响
谐波对旋转设备和变压器的主要危害是引起附加损耗和发热增加，此外谐波还会引起旋转设备和变压器振动并发出噪声，长时间的振动会造成金属疲劳和机械损坏。
（1）对线路的主要危害是引起附加损耗
谐波可引起系统的电感、电容发生谐振，使谐波放大。当谐波引起系统谐振时，谐波电压升高，谐波电流增大，引起继电保护及安全自动装置误动，损坏系统设备（如电力电容器、电缆、电动机等），引发系统事故，威胁电力系统的安全运行。谐波可干扰通信设备，增加电力系统的功率损耗（如线损），使无功补偿设备不能正常运行等，给系统和用户带来危害。
限制电网谐波的主要措施有：增加换流装置的脉动数；加装交流滤波器、有源电力滤波器；加强谐波管理。
3 谐波的检测和分析方法
对电力系统谐波问题的研究涉及面很广，如谐波源分析、谐波检测、畸变波形分析、谐波抑制等，其中很重要的一个方面就是谐波的检测，它是解决其他谐波问题的基础。但由于电力系统的谐波受到随机性、非平稳性、分布性等多方面因素影响，要进行实时准确的检测并不容易，因此，随着交流电力系统的发展，也逐渐形成了多种谐波检测方法，如模拟滤波、基于傅氏变换的频域分析法、基于瞬时无功功率理论的检测方法、小波变换、神经网络等。
（1）模拟滤波和基于傅氏变换的频域分析法
模拟滤波器方法和基于傅氏变换的频域分析法都是基于频域理论，属于早期的谐波检测方法。模拟滤波器法有两种，一种是通过滤波器滤除基波电流分量从而得到谐波电流分量；另一种是用带通滤波器得出基波分量，再与被检测电流相减后得到谐波电流分量。这种方法实现原理和电路结构简单，能滤除一些固有频率的谐波，易于控制，但误差大，实时性差，受外界环境影响较大，参数变化时检测效果明显变差。
（2）基于瞬时无功功率理论的检测方法
瞬时无功功率理论是日本学者赤木泰文等人于1983年最先提出的基于时域的一种理论，以瞬时有功功率p和瞬时无功功率q为基础，即p-q理论。该理论是在瞬时值的基础上定义的，突破了传统功率理论的平均值意义，不仅适用于正弦波，也适用于非正弦波的情况。它的基本原理是将三相瞬时电压电流经旋转、正交坐标变换，转换到两相坐标中，根据两相瞬时电压电流合成为旋转电压矢量和电流矢量并经投影得到三相电路瞬时有功电流和瞬时无功电流，进而得到瞬时有功功率和无功功率，再经过高次谐波分离和反变换，从而得到谐波电流分量。
参考文献：
[1]刘翼春；谐波监测管理系统与谐波治理措施研究[D]. 重庆大学， 2004
[2] 万相全；电力系统谐波特点及控制[J]. 科技咨讯， 2005， （22）
关键词：电力系统；谐波；控制措施
0前言
电力系统是是现代社会生产与生活不可缺少的一种主要能源形式。随着电力电子装置的应用日益广泛，电能得到了更加充分的利用。但随着用电设备的应用带来的谐波问题对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁，给周围电气环境带来极大的影响，被认为是电网的一大隐患。
1 谐波产生的原因
在电力系统中，通常是以正弦波方式进行供电的，这不但给电力系统的分析设计带来方便然而谐波的存在却使电压、电流的波形产生了突变。电网谐波主要来自于3 个方面：⑴ 发电源质量不高产生的谐波
⑵ 输配电系统产生的谐波 ⑶ 用电设备产生的谐波
下面就懷化电业局220KV阳塘变供电区进行讨论，其一次接线图为：
正常运行正常方式为：110KV I、II母并列运行，母联500断路器为运行状，阳怀线502、#1主变510、阳泸线508、阳街线518、阳新II线526断路器运行于110KV I母，阳上线506、阳火线512、阳中线516、阳锦线524、#2主变520运行于110KV II母，#1主变5X16、#2主变5X26中性点隔离开关在合上位置，怀化电网是属于湖南省西部电网，主要负荷有电铁、煤矿、化工、高能耗组成，，其中220KV阳塘变为怀化地区其中一个重要供电电源，阳锦线524、阳新II线526线路分别带有锦和、麻阳、象鼻子、新晃、怀化、盐田铺六个牵引变供铁路电源，而516线路带所连接的有骏泰浆纸公司，是怀化地区一个规模较大的一个造纸公司，自备发电机组，机组容量为70MW，其站内造纸废物用作发电原材料，其设备要求电压波动不能太大，如有较大的电压波动，其站内运行设备自动跳闸，但怀化地区为小水电较为丰富的一个地区，都集中在220KV 阳塘变上网，因为都小水电机组，对电压波动影响较大，加上六个电铁负荷，所以考虑到谐波对电网的影响，我们将运行方式稍做改变，电铁负荷与非电铁负荷分开，具体的方式改变如下：阳火线512、阳怀线502、阳锦线524、阳新II线526、#2主变520断路器运行于110KV II母，其它110KV间隔运行于110KV I母，母联500断路器断开，110KV I母与110KV II母分段运行，阳塘变#1主变5X16、#2主变5X26接地。从下图可以看出骏泰浆纸公司电压、电流不平衡度比较
骏泰浆纸公司110KV电压不平衡比较：方式改变前为运行方式一，方式改变后为运行方式二：
骏泰浆纸公司10KV电压不平衡度比较：
由测试数据和统计图形可看出，高压侧电压运行方式一时不平衡度在1.84%-5.18%的区间内，运行方式二时集中在0.99%-1.54%；低压侧电压运行方式一时不平衡度在0-2%的区间往复变化，运行方式二时在0.5%以下，统计数据如下：
2谐波对电网的影响
谐波对旋转设备和变压器的主要危害是引起附加损耗和发热增加，此外谐波还会引起旋转设备和变压器振动并发出噪声，长时间的振动会造成金属疲劳和机械损坏。
（1）对线路的主要危害是引起附加损耗
谐波可引起系统的电感、电容发生谐振，使谐波放大。当谐波引起系统谐振时，谐波电压升高，谐波电流增大，引起继电保护及安全自动装置误动，损坏系统设备（如电力电容器、电缆、电动机等），引发系统事故，威胁电力系统的安全运行。谐波可干扰通信设备，增加电力系统的功率损耗（如线损），使无功补偿设备不能正常运行等，给系统和用户带来危害。
限制电网谐波的主要措施有：增加换流装置的脉动数；加装交流滤波器、有源电力滤波器；加强谐波管理。
3 谐波的检测和分析方法
对电力系统谐波问题的研究涉及面很广，如谐波源分析、谐波检测、畸变波形分析、谐波抑制等，其中很重要的一个方面就是谐波的检测，它是解决其他谐波问题的基础。但由于电力系统的谐波受到随机性、非平稳性、分布性等多方面因素影响，要进行实时准确的检测并不容易，因此，随着交流电力系统的发展，也逐渐形成了多种谐波检测方法，如模拟滤波、基于傅氏变换的频域分析法、基于瞬时无功功率理论的检测方法、小波变换、神经网络等。
（1）模拟滤波和基于傅氏变换的频域分析法
模拟滤波器方法和基于傅氏变换的频域分析法都是基于频域理论，属于早期的谐波检测方法。模拟滤波器法有两种，一种是通过滤波器滤除基波电流分量从而得到谐波电流分量；另一种是用带通滤波器得出基波分量，再与被检测电流相减后得到谐波电流分量。这种方法实现原理和电路结构简单，能滤除一些固有频率的谐波，易于控制，但误差大，实时性差，受外界环境影响较大，参数变化时检测效果明显变差。
（2）基于瞬时无功功率理论的检测方法
瞬时无功功率理论是日本学者赤木泰文等人于1983年最先提出的基于时域的一种理论，以瞬时有功功率p和瞬时无功功率q为基础，即p-q理论。该理论是在瞬时值的基础上定义的，突破了传统功率理论的平均值意义，不仅适用于正弦波，也适用于非正弦波的情况。它的基本原理是将三相瞬时电压电流经旋转、正交坐标变换，转换到两相坐标中，根据两相瞬时电压电流合成为旋转电压矢量和电流矢量并经投影得到三相电路瞬时有功电流和瞬时无功电流，进而得到瞬时有功功率和无功功率，再经过高次谐波分离和反变换，从而得到谐波电流分量。
参考文献：
[1]刘翼春；谐波监测管理系统与谐波治理措施研究[D]. 重庆大学， 2004
[2] 万相全；电力系统谐波特点及控制[J]. 科技咨讯， 2005， （22）