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湘西电网谐波问题初步探讨 　　【摘要】本文就谐波的定义及产生的原因做了初步的理论探讨，并结合湘西电网的实际情况对谐波的危害做了分析，最后，总结了谐波治理的方案。 　　【关键词】电网谐波危害治理 　　Preliminary discussion the wave in harmony 　　 of electric wire netting Xiangxi 　　Li min minHuang liu yi 　　(Xiangxi Electri power bureau,jishou, hunan province 416000, china) 　　Abstract: The thesis has done the preliminary theory discussion on the definition and production reason of the wave in harmony, and make analysis to the danger of harmony combine the actual of electric wire netting Xiangxi. And last summarized the scheme of administration of the wave in harmony. 　　Keywords: wave in harmony 、danger 、administration 　　一、 引言 　　电力系统是一个发、变、送、用电能的整体，系统中电流电压的波形则是反映电能质量的重要技术指标。理想中的电流电压波形应该是标准的正弦波，既波形在任何周期内都严格遵循标准的正弦表达式，幅值相等，频率和相位没有突变。这一点也是系统中大多数设备分析的基础和理论前提。但是，实际上，随着大量整流设备和电子设备在系统中的使用，使得电气波形发生畸变，或者频率和相位突变的情况大量存在。由于谐波干扰的日趋严重，也由于用户对电能质量要求的日趋严格，分析谐波、治理谐波，已经成为我们面临的一个紧迫任务。 　　 　　二、 谐波的理论分析 　　1、 谐波的定义 　　从电路理论中可以知道，对于任何周期性的非正弦波，都可以通过傅立叶分解为基波及一系列的高次波。引申到电力系统中，任何发生了畸变、偏离正弦波形的非正弦电流电压波，也都可以通过傅立叶分解，得到基波（f=50HZ）及一系列的高次波分量。我们就将傅立叶级数中次数高于1的分量成为谐波，相应产生谐波的装置称为谐波源。所以，谐波是一种数学分析模型，我们可以说，谐波并不是系统从物理上产生，而是通过分析变换得到。之所以这种分析变换能成立，是因为畸变波形对系统的影响，与这种畸变波形通过傅立叶分解得到的一系列波形分别对系统影响叠加，两者得到的结果完全相同。 　　2、 谐波产生的机理分析 　　系统中的波形为??么会发生畸变，这是谐波产生的机理问题。举一个简单的例子，铁芯的磁化曲线如下： 　　 　　 　　 　　它并非在任何电流下都是直线。也就是说，只有在电流i小于一定的范围，磁通Φ才与i成线性正比关系。超过这一范围，铁芯饱和，曲线趋于平缓，两者体现出一种非线性。假如这是TA的铁芯磁化曲线，而且铁芯的饱和电流偏小，这样，即使原方为正弦波形，副方也不是正弦波，而是一种近似的平顶波，如图： 　　 　　 　　 　　 　　这种平顶波含有较大的三次（f=150HZ）谐波分量，如图： 　　 　　 　　系统中谐波产生的原因，主要有以下2点： 　　①、负荷及设备本身的非线性； 　　②、整流性质的负荷大量存在。 　　当电力系统向非线性设备及整流负荷供电时，这些设备或负荷在传递（如变压器）、变换（如交直流换流器）吸收（如电弧炉）系统发电机所供给的基波能量的同时，又把部分基波能量转换为谐波能量，向系统倒送大量的高次谐波，使电力系统的正弦波形畸变，电能质量降低。 　　其中，整流性质的负荷包括电解、换流、电气化铁路、电弧炉、家用电器等。它们的共同特点是：电能变换通过晶闸管、可控硅等半导体元件实现，这些半导体元件轮流导通和关断，使得电源电流的波形随之强行变化，从而波形畸变，产生不同频率的谐波。所以，它产生谐波的机理与非线性负荷有很大的区别。如最简单的单相半波整流，经过整流后的电流波形图如下： 　　 　　 　　 　　由于二极管的单相导电性，其电流会出现间断，已经不是标准的正弦形。此类装置产生的特征谐波次数为k±1，即为直流和各次谐波。 　　根据系统的实际情况，电压波形主要由设备的线性、系统的接线情况决定，而电流波形则主要由负荷性质决定。当然，谐波是一个复杂问题，电流与电压之间会相互影响。但是，一般来说，系统中的电流畸变度要大于电压畸变度，