制药厂谐波分析

制药厂谐波分析（精选6篇）

篇1：制药厂谐波分析

制药行业的谐波分析

一、制药行业谐波情况

制药厂是指生产抗生素、化学合成药、生物化学药、植物化学药等原料药和各种药物制 剂或中药的工厂。

这类工厂1982年在中国总数为1833个，其中化学原料药厂83、制剂厂407、原料药兼制剂的药厂354、生物化学制药厂133、综合利用兼产药品的工厂358、中药厂478、其他类型厂20个。世界闻名的许多药厂，如赫司特制药公司、拜耳药厂、罗氏药厂，实际上都是大型跨国化工公司的一部分，并由许多大、中、小型工厂或子公司组成。

随着制药行业的迅猛发展，许多制药行业所需要的新型先进设备也应运而生，制药企业存在大量的泵及电机类负载，并且很多都配有变频器。变频器的大量应用使得配电系统中的谐波含量大大增加。其中发酵就是存在变频器的行业之一，它是生产原料药的一个重要环节，所以都离不开发酵罐这一核心，随着产品产量的不断扩大、新工艺的不断更新和新品种的不断增加，对发酵罐的控制方式、搅拌频率和时段调整等提出了不同的要求。针对重型大负载比较多、耗电量比较大、发酵周期比较长的情况，近几年发酵生产企业也采取了多种方法，进行了不少设备改造，变频调速是最好的即能满足生产工艺要求，又能节能降耗的方式。变频器在发酵罐上的应用日益普及，为发酵行业的工业自动化控制提供了良好的生产及工艺效益。但随着自动化程度的不断提高，自动化设备对电源污染的程度也越来越深，相应的对自动控制系统的干扰也越来越强，对电源滤波、净化，取得相对稳定的绿色电源的要求也越来越高。众所周知，变频器是由整流电路、滤波电路、逆变电路组成。其中整流电路和逆变电路中均使用了半导体开关元件，在控制上则采用的是PWM控制方式，这就决定了变频器的输入、输出电压和电流除了基波之外，还含有许多的高次谐波成分。除能构成电源无功损耗的较低次谐波外，还有许多频率很高的谐波成分。它们将以各种方式把自己的能量传播出去，形成对变频器本身和其它设备的干扰信号。这些高次谐波成分将会引起电网电压波形的畸变，产生无线电干扰电波，它们对周边的设备、包括变频器的驱动对象一电动机带来不良的影响。同时由于变频器的使用，电网电源电压中会产生高次谐波的成分，会引导电源波形产生畸形。因此，以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一，其对电力系统中电能质量有着重要的影响。目前，绝大部分变频器的整流环节都是应用6脉冲整流将交流电转化为直流电，因此所产生的谐波以5次、7次、11次为主。同时，制药企业通常拥有实验室和自动化生产线，存在着大量的精密设备，在许多情况下这些设备既是谐波的产生者，也是谐波的受害者。谐波会影响到实验室中设备的正常工作，使得正在进行的实验功亏一篑；谐波也会影响到自动化生产线的智能控制器、PLC系统，使自动控制设备出现故障。在许多国家级实验室、制药企业的自动生产线都出现过谢波的影响而造成设备的故障。因此制药企业的谐波问题影响较为深远，危害性严重，急需治理。

二、谐波带来的危害

谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面：

1、加大企业的电力运行成本。

大量谐波电压电流在电网中游荡并积累叠加导致线路损耗增加、电力设备过热，从而加大了电力运行成本，增加了电费的支出。

2、降低了供电的可靠性

谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖，不仅导致变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加，而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流能使变压器的铜耗增加，所以变压器在严重的谐波负荷下将产生局部过热，噪声增大，从而加速绝缘老化，大大缩短了变压器、电动机的使用寿命，降低供电可靠性，极有可能在生产过程中造成断电的严重后果。

3、导致供电事故的发生

电网中含有大量的谐波源（变频或整流设备）以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷，这些电气设备处于经常的变动之中，极易构成串联或并联的谐振条件。当电网参数配合不利时，在一定的频率下，形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电力系统的安全运行。

4、导致设备无法正常工作

对旋转的发电机、电动机，由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁芯中产生附加损耗，从而降低发输电及用电设备的效率，更为严重的是谐波振荡容易使汽轮发电机产生震荡力矩，可能引起机械共振，造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳循环，导致设备无法正常工作。

5、引发恶性事故

继电保护自动装置对于保证电网的安全运行具有十分重要的作用。但是由于谐波的大量存在，易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动，特别在广泛应用的微机保护、综合自动化装置中表现突出，引起区域（厂内）电网瓦解，造成大面积停电等恶性事故。

6、导致线路短路

电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误差，达不到正确指示及计量(计量仪表的误差主要反映在电能表上)。断路器开断谐波含量较高的电流时，断路器的遮断能力将大大降低，造成电弧重燃，发生短路，甚至断路器爆炸。

7、降低产品质量

由于谐振波的长期存在,电机等设备运行增大了振动,使生产误差加大，降低产品的加工精度，降低产品质量。

8、影响通讯系统的正常工作

当输电线路与通讯线路平行或相距较近时，由于两者之间存在静电感应和电磁感应，形成电场耦合和磁场耦合，谐波分量将在通讯系统内产生声频干扰，从而降低信号的传输质量，破坏信号的正常传输，从而影响通话的清晰度和通信质量。

三、治理谐波的收益

1、提高企业的供电质量，提高设备运行的可靠性，减少因设备误动作而造成的经济损失；

2、降低用电设备发热量，减少绝缘老化，从而降低设备维护所需费用；

3、减少电网中补偿电容的谐振几率，提高用电安全。同时减少谐波对系统信号传输的影响，增加系统的可靠性；

4、电机等设备发热减少，计算机系统数据出错率降低；

5、有效避免中线发热老化，甚至是火灾的风险；

6、减少谐波产生的电磁干扰，保障弱电系统正常工作。

四、谐波的治理

在电力系统中对谐波的抑制就是如何减少或消除注入系统的谐波电流，以便把谐波电压控制在限定值之内，抑制谐波电流主要有三方面的措施: 4.1采取脉宽调制(PWM)法采用脉宽调制(PWM)技术，在所需要的频率周期内，将直流电压调制成等幅不等宽的系列交流电压脉冲，这种方法可以大大抑制谐波的产生。

4.2降低谐波源的谐波含量也就是在谐波源上采取措施，最大限度地避免谐波的产生。这种方法比较积极，能够提高电网质量，可大大节省因消除谐波影响而支出的费用。具体方法有: 4.2.1增加整流器的脉动数

高次谐波电流与整流相数密切相关，即相数增多，高次谐波的最低次数变高，则谐波电流幅值变小。一般可控硅整流装置多为6相，为了降低高次谐波电流，可以改用12相或24相。当采用12相整流时，高次谐波电流只占全电流的10%，危害性大大降低。

4.2.2脉宽调制法

采用PWM,在所需的频率周期内，将直流电压调制成等幅不等宽的系列交流输出电压脉冲可以达到抑制谐波的目的。

4.3在谐波源处吸收谐波电流

这类方法是对已有的谐波进行有效抑制的方法，这是目前电力系统使用最广泛的抑制谐波方法。主要方法有以下几种: 4.3.1防止并联电容器组对谐波的放大

在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。当谐波存在时，在一定的参数下电容器组会对谐波起放大作用，危及电容器本身和附近电气设备的安全。可采取串联电抗器，或将电容器组的某些支路改为滤波器，还可以采取限定电容器组的投入容量，避免电容器对谐波的放大。

4.3.2无源滤波器

无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧，由L、C、R元件构成谐振回路，当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时，即可阻止该次谐波流入电网。由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点，无源滤波是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。但无源滤波器存在着许多缺点，如滤波易受系统参数的影响；对某些次谐波有放大的可能；耗费多、体积大等。因而随着电力电子技术的不断发展，人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器。

4.3.3有源滤波器

与无源滤波器相比，APF具有高度可控性和快速响应性，能补偿各次谐波，可抑制闪变、补偿无功，有一机多能的特点；在性价比上较为合理；滤波特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波。是目前谐波治理效果最好的电能质量产品，在各个行业得到了广泛的应用，为各行业电能质量的改善与提高做出了突出的贡献。

篇2：制药厂谐波分析

本章实训 谐波分析法的验证 实训任务引入和介绍

在电路分析的应用过程中～遇到非正弦周期电流电路的情况并不少见。有时候～电流波形非常简单,如矩形波、三角波等,～可以通过简单的计算得出其有效值、平均值及平均功率,但有时候非正弦周期电流的波形非常复杂～那么通过谐波分析法来进行电路分析就显得尤为重要。本次实训我们就以一个简单的电路为基础～通过简单的理论计算和实际测量的结合来验证谐波分析法。

实训目的

1.掌握非正弦周期电流电路的测量方法, 2.理解谐波分析法的基本原理, 3.学会用谐波分析法进行简单的电路分析。实训条件

100V直流电源、150V/50Hz交流电源、100V/100Hz交流电源、功率计、R=10Ω、L=1H、3C=1.11*10uF、电压表、电流表。操作步骤(1)连接电路。

如图5-12所示，将在直流、交流电源串联，根据叠加定理，可以知道电路中的电流为非正弦周期电流，且该信号可以分解为100V直流、150V/50Hz交流、100V/100Hz电源给出的信号。

图5-12 实训电路(2)理论计算。已知: U,100，150sin,t，100sin(2,t,90:)V s R,10, 1X，90,，c,C X，L,10, L ? 直流分量作用于电路时，电感相当于短路，电容相当于开路。故有: I,0,U,0,P,0000 ? 一次谐波作用于电路时，有: 150 U,，0:Vs12 150，0:U2s1 I，,1.32，82.9:A1R，j(X,X)10，j(10,90)L1C1 U,1.31，82.9:(10，j10),18.5，127.9:V1 ? 二次谐波作用于电路时，有: 100，,90:U2s2 I，,2.63，,21.8:A2R，j(X,X)10，j(20,45)L2C2 U,2.63，,21.8:(10，j20),58.8，41.6:V2 综合以上，根据谐波分析公式(5-11)、(5-12)及功率的计算公式，可计算得出电流、电压的有效值及有功功率: 222I,0，1.32，2.63，2.94A 222 U,0，18.5，58.8,61.7V 22P,1.32，10，2.63，10,86.6W(3)测量比较。

电流表和电压表测的分别是电流、电压的有效值，功率表测量的是电路的有功功率。将

篇3：制药厂谐波分析

随着社会对供电可靠性的要求越来越高,小电流接地系统单相接地(小电流接地)故障选线的重要性日益突出。近年来,大量的故障选线算法被提出[1,2,3,4,5,6,7,8],部分实现了现场应用,但实用效果良莠不齐。目前,在选线方法的研究方面,重视新算法的提出、重视新数学工具的应用、轻视性能分析的现象较普遍,这在一定程度上限制了这些算法实用效果的进一步提升。

谐波选线是针对消弧线圈接地系统的一个代表性的选线方法[1,2,3],主要包括:5次谐波电流幅值和极性比较法[1];7次谐波电流群体比幅比相法[3];综合利用5次、7次等多个谐波分量的选线方法。谐波选线技术在现场有大量的应用,但实用效果并不理想,原因有待深入分析。

谐波选线的基础是故障会产生谐波电流,选线可靠性主要取决于谐波电流的大小。故障谐波电流可近似划分为故障点非线性弧光电阻产生的谐波电流和故障点虚拟谐波电压源(取决于故障点在故障前的谐波电压)产生的谐波电流。即电源侧和负荷侧谐波源对谐波选线的影响主要通过故障点在故障前的谐波电压来体现,而与故障前的系统谐波电流并无直接关系[9]。

本文在分析电源侧、负荷侧和故障点谐波源的特征及其在故障前后产生的谐波电压和电流分布规律的基础上,分别研究单个谐波源及多个谐波源共同作用下对谐波选线方法的影响,发现了影响谐波选线的主要因素,并利用仿真进行了验证。

1 电源侧谐波源对谐波选线的影响

1.1 电源侧谐波源特征

电源侧谐波主要来自输电网,以5次、7次谐波为主,可看做各单次谐波的线性叠加,具体研究时可根据选线判据所采用的谐波分量进行取舍。

由于电源侧谐波阻抗ZS′通常远小于负荷侧谐波阻抗ZL,将电源侧谐波源应用戴维南定理可等效为谐波电压源en′,如图1所示。

1.2 线路谐波电压分布规律

正常运行时,由于电源阻抗和线路阻抗均远小于负荷阻抗,在每条出线中,谐波电压将随着距母线距离的增大而减小,但变化幅度很小,即线路各处谐波电压近似等于谐波源电压en′。

谐波电压源三相不平衡的系统可分解为对称网络,其正序网络和负序网络的谐波分布特征均与单相系统相同。同时,线路的正序参数等于负序参数,决定了正序、负序网络的谐波电压和电流特征完全取决于谐波电源的正序分量和负序分量。即对于线路中任意一点,其正序与负序谐波电压的相位差固定、幅值比相同。因此,系统中每一相线路的谐波分布特征也与单相系统相同。

1.3 对谐波选线的影响

由于线路各处谐波电压与谐波源等效电压近似相等,谐波选线效果主要依赖于谐波源等效电压,谐波电压越大,选线可靠性越高。

当三相谐波源电压不同时,谐波电压大的相故障后选线可靠性相应也高。另一方面,故障点位置与谐波选线效果之间并无明显的变化关系。

2 负荷侧谐波源对谐波选线的影响

非线性负荷的谐波源特征表现为恒流源。可把非线性负荷等效为线性负荷与谐波电流源的并联[9]。

2.1 单谐波源线路谐波分布规律

以单相系统为例,设非线性负荷位于线路中间,根据线路、负荷与电源之间的阻抗关系,整个系统可等效为图2所示电路。图中:$\dot{{\rm I}}{}_{\text{l}\text{h}}$为非线性负荷等效谐波电流源;Zs为电源阻抗;l1,l2,l3分别为母线到观测点、观测点到负荷、负荷到末端的线路长度;Z1,Z2,Z3分别为其对应的线路阻抗;Zu为单位长度线路阻抗。

由图2可知,母线与负荷之间观测点处的谐波电流$\dot{{\rm I}}{}_{\text{d}\text{h}}$、谐波电压$\dot{U}{}_{\text{d}\text{h}}$分别为:

$\{\begin{array}{l}\dot{{\rm I}}{}_{\text{d}\text{h}}=\dot{{\rm I}}{}_{\text{l}\text{h}}\\ \dot{U}{}_{\text{d}\text{h}}=({\rm Z}{}_1+{\rm Z}{}_{\text{s}})\dot{{\rm I}}{}_{\text{l}\text{h}}=({\rm Z}{}_{\text{u}}l{}_1+{\rm Z}{}_{\text{s}})\dot{{\rm I}}{}_{\text{l}\text{h}}\end{array}(1)$

由此可见,母线到非线性负荷之间任一点处的谐波电流等于谐波源电流,而谐波电压则随着距母线距离的减小而减小,母线处谐波电压最低时近似为0。谐波源到线路末端的谐波电流为0,谐波电压等于谐波源处谐波电压,如图3所示。显然,各处的谐波电流与谐波电压并无固定关系。

由于绝大部分谐波电流经系统电源返回,不含非线性负荷线路中的谐波电流,其值非常小,使得谐波电压近似等于(略低于)母线处谐波电压。

对于三相系统,通过序网分析可得出:任一点处三相谐波电压和电流的相位差固定、幅值比相同,其差异仅取决于三相谐波源。也就是说,对任一相的谐波电压和电流特征均可按单相系统进行分析[9]。

2.2 多谐波源线路谐波分布规律[9]

作为近似分析方法,对任一点先可计算每个谐波源单独作用下的谐波电压和电流,再进行线性叠加。

对于某谐波源所在线路,其他线路谐波源产生的电压和电流相对较小,可忽略,其谐波电压和电流分布可等同于单谐波源线路。

对于不含谐波源的线路,各谐波源产生的谐波电压和电流相位可能不同,叠加后其幅值可能增大也可能减小。总体而言,其谐波电流仍可近似为0,谐波电压仍近似等于(略低于)母线谐波电压。

2.3 对谐波选线的影响[9]

总体上,负荷侧谐波电流越大,线路各处谐波电压和故障谐波电流就越大,选线的可靠性也越高。

故障点位置与选线效果密切相关。故障点位于母线与谐波源之间时,故障点到母线的距离越长,谐波电压和故障谐波电流就越大,选线可靠性越高;相反,故障点越靠近母线,选线可靠性越低。故障点位于谐波源外时,选线效果与谐波源处相近。故障点位于分支线时,选线效果与分岔处相近。故障点位于母线或不含谐波源的线路时,选线效果均很差。

非线性负荷三相对称时,选线效果与故障相无关;三相不对称时,故障相谐波电流源幅值大则其选线效果好,含谐波源线路故障时表现尤为明显。

3 故障点谐波源对谐波选线的影响

3.1 故障点稳定燃弧时对谐波选线的影响

对于故障点存在稳定燃弧的情况,文献[10,11,12]的研究均表明,电弧的非线性变化使得电弧电压波形发生畸变,接近于方波,而电弧电流仍接近于正弦波,谐波含量很小。

根据文献[12],电弧产生的谐波电流主要是电流自然过零前后一小段时间内近似等于0形成的。可以推算出,其谐波电流最大仅为数十毫安。因此,仅考虑故障电弧谐波源时,谐波选线灵敏度较低,效果得不到保证。

3.2 故障暂态过程对谐波选线的影响

稳定性接地故障中,暂态电流只在故障瞬间出现。间歇性接地故障中,任意2次相邻拉弧的时间间距也不固定。因此,故障暂态过程不存在严格意义上的谐波。

但是,由于暂态信号在一个较宽的频带内连续分布,接地故障的暂态电流幅值很高(约为未补偿工频电流的几倍到十几倍)[1],按照常规基于傅里叶级数的谐波算法,对暂态信号处理后仍可获得一定的谐波分量,并可用于选线。

这种算法本质上是暂态选线的一种特殊实现,由于仅利用了暂态信号的小部分能量,选线效果低于直接利用暂态信号的选线方法[7]。

4 谐波源对谐波选线影响的综合分析

配电网通常是一个多种谐波源并存的系统,谐波选线要受多种因素的综合影响。

4.1 电源侧和负荷侧谐波源对谐波选线的影响

该影响均通过故障点虚拟谐波电压实现。可利用线性叠加原理分析正常运行时线路谐波电压的分布,进而确定对谐波选线的影响。

2个同频率相量$\dot{X},\dot{Y}$叠加后相量$\dot{{\rm Z}}$的幅值为:

$|\dot{{\rm Z}}|=\sqrt{|\dot{X}|{}^2+|\dot{Y}|{}^2-2|\dot{X}||\dot{Y}|\cos \phi {}_{XY}}(2)$

式中:φXY为$\dot{X}$和$\dot{Y}$的相位差。

可以得出:当-π/2≤φXY≤π/2时,叠加后幅值将增加;φXY=π时,叠加后幅值将减小;φXY位于其他区间时,叠加后幅值可能增加也可能减小,这取决于2个相量的幅值关系。

对于不含非线性负荷的线路,一般情况下,其他负荷侧谐波源产生的谐波电压小于电源侧谐波源产生的谐波电压,线路谐波电压由电源侧谐波源主导,随着距母线距离的增加略有下降。

对于含非线性负荷的线路,其所含谐波源产生的谐波电压幅值较大且沿线路变化明显,线路谐波电压由电源侧和该线路负荷侧谐波源共同主导。根据式(2),2个谐波源相角差变化时,线路谐波电压的变化和分布规律有很大不同,如表1所示。相比于2类谐波源单独作用的情况,谐波电压沿线路分布更为复杂。

总体而言,故障点位于含负荷谐波源的线路时,谐波选线同时受电源侧和负荷侧谐波源影响,受故障点位置变化的影响尤其明显;故障点位于不含负荷谐波源的线路时,选线方法主要受电源侧谐波源影响,受故障点位置的影响不明显。

4.23类谐波源共同作用时对谐波选线的影响

按照现行国家标准GB/T 14549—1993《电能质量公用电网谐波》,以10 kV系统为例,单次电压谐波含量不超过工频量的3.2%。因此,金属性接地故障中5次谐波电流If5最大值为:

If5=j5ω0C0Up×3.2%=0.16If0 (3)

式中:ω0为工频角频率;C0为系统对地分布电容;Up为相电压;If0为系统对地工频电容电流。

7次谐波电流If7最大值为:

${\rm I}{}_{\text{f}7}=\text{j}7\omega {}_{0}C{}_{0}U{}_{\text{p}}\times 3.2％=0.224{\rm I}{}_{\text{f}0}(4)$

以If0=40 A为例,接地故障5次谐波电流最大值可达6.4 A,7次谐波电流最大值可达8.96 A。

鉴于不同谐波电流之间的幅值关系,只有当虚拟电源产生的谐波电流很小(如小于0.1 A)时,才会凸显故障点电弧谐波源的作用。大多数情况下,故障谐波电流由电源侧和负荷侧谐波源主导,可忽略电弧谐波源对选线的影响。

随着技术的快速发展,形式多样的现代电力电子装置等非线性设备已成为配电网的首要谐波源。因此,非线性负荷逐步成为影响谐波选线的主要因素。

5 仿真验证

5.1 仿真模型

分别针对电源侧和负荷侧谐波源单独作用以及与故障点谐波源共同作用的情况,用MATLAB仿真工具对正常运行时的系统谐波电压分布和不同位置故障时的谐波电流进行了仿真。

系统仿真模型如图4所示。图中:T为变压器;L为消弧线圈;l1～l4分别为线路1～4的长度;f为故障点;Zl和Zn分别为线性和非线性负荷。Zn选为六序脉冲控制的整流电路。线路参数与文献[9]中相同。

5.2 电源侧和负荷侧谐波源共同作用下的谐波电压

设电源侧含有5次和7次谐波源,分别为工频电压的1.6%和1.0%。线路1非线性负荷产生的谐波电流分别为6.0 A(5次)和2.5 A(7次)。2个谐波源中5次谐波反相位,7次谐波同相位。线路谐波电压分布如图5所示。

负荷谐波源所在的线路1中:5次谐波电压在母线处略低于电源谐波电压,随着距母线距离的增加,谐波电压先降低后升高呈折线式,末端电压等于负荷侧谐波源单独作用时的末端电压与电源电压之差;7次谐波电压在母线处略高于电源谐波电压,随着距母线距离的增加而线性升高,末端电压等于负荷侧谐波源单独作用时的末端电压与电源电压之和。

不含负荷谐波源的其他线路中,谐波电压随着距母线距离的增加均略有降低。

5.33类谐波源共同作用下的故障谐波电流

设线路1、电源侧和故障点同时含有谐波源,电弧电阻采用文献[12] 所述模型,其他参数同5.2节。

表2以5次谐波为例,给出了不同位置故障时故障点虚拟谐波电压、谐波电流和各出线口处故障谐波电流的幅值。

可见,故障点位于绝大多数区段时,故障谐波电流均由电源侧和负荷侧谐波源主导,只有在故障点位于虚拟谐波电压近似为0的小范围内时,才能凸显电弧谐波电流的作用。故障点位于线路1时,谐波电流由三方谐波源共同决定,受故障点位置变化的影响非常明显。故障点位于母线和其他线路时,谐波电流主要由电源侧谐波源主导,故障位置的影响不明显。不同故障位置处谐波电流大小相差6.8倍。

其他分析和结论,亦可仿真验证,不一一叙述。

6 结语

故障产生的谐波电流越大,谐波选线的效果越好。故障点非线性电弧产生的谐波电流较小,可忽略其对选线的影响。一般情况下,故障谐波电流由电源侧和负荷侧谐波源共同主导,与故障前故障点谐波电压成正比。

正常运行时,电源侧谐波源产生的谐波电压沿线路变化较小。负荷侧谐波源产生的谐波电压,在谐波源线路上随着距母线距离的增大而增大,在母线处和其他非谐波源线路上相对较低、可忽略。2类谐波源同时存在时,谐波源线路的谐波电压分布会更为复杂。

选线效果取决于系统各谐波源的大小和相位关系,并随故障位置不同而发生明显的变化,是谐波选线技术总体效果不理想的一个重要原因。

摘要：针对小电流接地系统单相接地故障的谐波选线原理,分析了电源侧、负荷侧和故障点自身的谐波源及其产生的故障谐波电流特征,在分别分析其独立作用对谐波选线影响的基础上,综合分析了多谐波源共同作用时对谐波选线的影响。研究表明:电源侧和负荷侧谐波源起主导作用,其主要通过故障点故障前谐波电压体现;故障点谐波源产生的谐波电流小、作用可忽略;各谐波源的大小、相位和故障点相对谐波源的位置是影响谐波选线的主要因素。仿真验证了上述观点。

关键词：小电流接地系统,小电流接地故障,谐波分析,故障选线,谐波选线

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篇4：电网谐波分析

【关键词】电能质量；谐波；谐波危害

【中图分类号】TM727【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0284-02

1、谐波

国际上公认的谐波含义是：“谐波是一个周期电气量的正弦波的分量，其频率为基波频率的整数倍”。

2、谐波的产生

目前，在现代工业中，电力系统的波形畸变主要来源于两大因素。第一，R，L，C元件的非线性。当正弦电压加在非线性电路上时，电流就变成非正弦波，非正弦电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变成非正弦波。当然，非正弦电压加在线性电路上时电流亦是非正弦波。第二，大量使用的电力电子装置会带来波形的畸变。配电网中整流器，变频调速装置，电弧炉，电气化铁路及各种电子设备不断增加，这些负荷的非线性，冲击性与不平衡性等用电特性对用电质量造成了严重的危害；随着非线性用电设备越来越多，所产生的告诉谐波电流大量注入电网，使电网电压正弦波形发生畸变，电能质量下降。谐波源一般有一下几类：

（1） 发电机等旋转设备

主要是旋转设备结构设计上的问题产生谐波，如锯齿波，包括铁心饱和造成的低次谐波。但由于这类设备产生的谐波量少以及技术水平在不断提高，已逐步有所改变。

（2） 变压器

变压器与饱和电抗器产生的高次谐波是铁心饱和造成的，一般产生的是三次与五次谐波电压畸变，数量最多的是三次谐波。

（3） 各种可控硅整流负荷以电动机为代表的单相整流装置，要产生大量的三次谐波。

（4） 钢铁工业用的电弧炉，化学工业用的电石炉等各种电炉负荷。（5） 电视机，除尘器，空调等低压负荷。

（6） 随着其操作而出现的瞬变现象。谐波源虽然是供给谐波电流的能量源，但它的能量却是工频基波提供的。非线性设备产生谐波的过程，实际上是一个消耗工频能，并将其中一部分工频能转换为各次谐波能量向系统回送的过程。高次谐波是电力系统的一种“污染”，目前，它日益成为电力系统运行中的严重问题。

3、谐波的危害

谐波对电力网络的污染日益严重，其产生的危害主要有：

（1）对发电机和电动机产生脉动转矩噪声，附加功率损耗和发热，此外由整流器供电的电机可引起明显的电压畸变。

（2）对无功补偿电容器引起谐振或谐波电流放大，从而导致电热器因过负荷或过电压而损坏；对电力电缆也会造成电缆过负荷或过电压击穿。

（3）对供电网和导线产生的而言，会增加供电网的损耗。当发生谐振现象时，损耗更加严重。

（4）对断路器和熔断器而言，电流波形畸变明显影响断路器容量，当存在电流畸变时，开断更为困难，而且由于开断时间延长而延长了故障电流的切除时间，因而造成了快速重合闸后的再燃。熔断器是由于发热而熔断的，它们对谐波过流集肤效应引起的发热效应很敏感。

（5）对变压器而言，谐波在变压器中造成的损耗产生附加发热，降低了其带负载的能力。

（6）对电子设备而言，主要影响表现在三个方面：

第一，谐波畸变得结果产生多个过零问题，这种多个过零会破坏设备的运行，最明显的是数字时钟，任何应用过零原理同步元件都应考虑这种影响。半导体器件经常在电压过零时投入，以降低电磁干扰和涌流，多次过零会改变器件投入时间，破坏设备运行。

第二， 电力电子电源使用波形的峰值以维持滤波电容器的充电。该波畸变可提高或削平波峰的峰值，其结果是即使均方根的输入电压是正常的，电力电源将运行在高或低的输入电压下，严重时设备可能遭到破坏。

第三，电压陷波也会破坏电子设备的运行，电压陷波不过零但影响过零敏感的设备。

4、谐波的抑制

对谐波抑制的方法主要是在谐波源上采取措施，是从改进电力电子装置入手，最大限度地避免谐波的产生。这类方法可以防止谐波影响波及众多的供电设备。电网质量的提高可节省消除谐波影响的大量人力和物力。将高水平的技术和相对集中的财力用到控制谐波源上，则对电力电子装置改进技术的突破十分有利，这样的方法有：

（1）增加整流相数法

由谐波产生的原理知，随着整流

相数的增加，网侧电流谐波成分减少，波形接近于正弦波。在晶闸管三相桥式整流电路中，电流只有n次奇次谐波，但高次谐波的振幅只有基波振幅值的1/n，这说明谐波次数越高，其振幅值越小。

（2）脉宽调制法

采用PWM在所需的频率周期内，将直流电压调制成等幅不等宽的系列交流输出电压脉冲可以达到抑制谐波的目的。

抑制和消除谐波的另一大类方法是在电力电子装置的交流侧利用LC无源滤波器和电力有源滤波器对谐波电流分别提供品域谐波补偿和时域谐波补偿。

（3）波形叠加法

逆变器输出端的电压谐波严重地

影响了DA-AC变换器的应用。但如果用两台你便输出的电压在副边叠加，是两台逆变器的输出波形每周期内都保持60°间隙，然后第二台逆变器输出波形相对第一台逆变器输出波形相移36°，这样第一台逆变器的输出波形中的五次谐波和第二台波形中的五次谐波的相位差为180°，五次谐波在变压副边相互抵消，达到了同时消除三次和五次谐波的目的，逆变输出电压波形接近于正弦波。

（4）LC无源滤波法

LC无源滤波器是一种常用的谐波补偿装置。它的基本工作原理是利用LC谐振回路的特点抑制向电网注入的谐波电流，使其不会进入电网，多个不同谐振频率的谐振回路可滤除多个高次谐波电流，这种方法简单易行。

（5）电力有源滤波器补偿法

早在七十年代初，日本学者就提出了有源电力滤波器（所写为APF）的概念。八十年以来，瞬时无功功率理论和谐波电流瞬时检测方法的提出，才使得APF技术迅速发展起来。随着开关频率较高的自关断器件的实用化和瞬时无功功率理论和控制手段的成熟，有源滤波已从补偿自身谐波向改善电网供电质量发展。

（6）静止无功补偿法

在网侧投入无功补偿装置（SVC）是用来补偿由谐波造成的无功功率，提高功率因素。另外，无功补偿装置中电感和电容的合理设置，可在某次频率产生谐振，即可对该频率的谐波实现滤波。传统的固定电容器和晶闸管控制电抗器的无功补偿装置已经落后，近年来发展的趋势是采用GTO构成的换向变流器，通常称为静止无功发生器（SVG），它既可提供滞后的无功功率，又可提供超前的无功功率。

5、国内外谐波分析研究存在的主要问题

虽然谐波问题在我国已提到日程上来，但通过对前面国内外这方面文献中算法的总结我们可以看出，要实时估测电网质量，在线地监测用户负载谐波的情况，现有的算法还存在如下问题：

（1）有的算法速度和准确度不能兼顾。因为准确度的提高一般是以牺牲速度为代价的；

（2）采用锁相环节跟踪，往往会给硬件的设计、调试带来困难；

（3）部分算法还只停留在计算机仿真阶段，这往往是由于算法过于复杂，实用性有待进一步改进。

（4）在线测量实时性差.有的算法涉及的公式复杂，运算量大，这样势必会影响计算速度，现场测量的实时性就很难保证。

参考文献

[1] 徐向民.一种电网谐波检测新方法[J].第十四届全国电源技术年会论文集，2005，（4）

[2] 雍静.供配电系统.北京.机械工业出版社，2003.06

篇5：电网高次谐波问题分析

梁晓红1，李贞2

（1．平顶山工业职业技术学院电力工程系，河南平顶山；2．平顶山工业职业技术学院电力工程系，河南

平顶山）

摘要：文中对电网高次谐波的产生及危害进行了阐述，介绍了电网谐波分析的一种常用数学基础——小波分析法，并通过装设滤波器等抑制方法阻止高频谐波进入电网，保证电网供电质量。关键词：电网；高次谐波；小波分析；无源滤波器

在电力系统中，供电波形畸变是影响电能质量的重要因素之一。近年来，各工矿企业大量采用各种晶闸管整流装置、变频装置以及交流电力调整装置，增大了电网的非线性负载，再加上电网本身存在的非线性元件，均向电网注入了大量的高次谐波。高次谐波是一个周期电气量的正弦波分量，周期性的非正弦交流电进行傅里叶级数分解可得基波（其频率与工频相同）以及频率为基波频率整数倍的各次谐波，基波以外的各次谐波通常称为“高次谐波”。电网中高次谐波的出现是造成波形畸变的主要原因。

一、高次谐波危害

电网高次谐波的危害主要有以下方面：

1、引起电网中局部并联谐振或串联谐振，放大谐波电压或谐波电流；

2、加速电容器介质老化，还可导致电容器成倍地过负荷，出现异常声响、熔丝熔断、“鼓肚”等现象，严重时导致其他设备无法正常运行，不得不将电容器组断开，电网被迫在低的功率因数下运行；

3、增加附加损耗，降低发电、输电及用户设备的效率；

4、使继电保护及其自动装置误动作，导致电气测量仪表计算误差增加。谐波电流能影响甚至破坏利用电力线路作为联系通道的远动装置的动作。母线电压的畸变，还能引起整流设备触发脉冲控制装置的触发周期不稳定，使晶闸管阀的触发角或触发时间间隔不相等，影响整流设备的正常运行；

5、谐波对邻近的电话线路产生了静电感应和电磁感应，造成其对通信系统产生严重干扰，轻则降低信号的传输质量，重则导致信息丢失。

由于这些非线性负载的增加，引起高次谐波这一电网公害，导致电网电压正弦波形严重畸变。我国于1993年颁布了谐波管理的国家标准《电能质量公用电网谐波》，明确规定了用户注入电网的谐波电流的允许值和在电网公共连接点处产生的电压畸变值。当超过标准时，必须采取相应的抑制措施，从根本上解决谐波污染问题。

二、高次谐波数学分析方法

电力电子装置所产生的高次谐波污染，已日渐成为阻碍电力电子技术发展的重大问题。实时谐波检测，对谐波问题进行研究，前提是研究谐波测量的数学分析方法。

电网中的电流和电压等物理量，无论其是否为正弦量，都可作为信号（非正弦周期函数）进行分析处理，其数学基础方法是傅里叶级数展开和傅里叶变换。在实际系统中，波形大都可以用解析式表示，有些波形则不能用解析式表示，此时，均可以采用将此周期函数离散化的处理方法，转化为时间函数，采用离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）计算出各次谐波值。在此基础上，小波分析是近年来数学研究成果之一，因其在理论上的完美性和应用上的广泛性，使小波分析在信号处理、图像分析、模式识别等领域中得到了广泛应用。

小波分析可以根据波形不同的频率成分，在时域和空间域自动调节取样的疏密；频率高时，则密；频率低时，则疏。基于小波分析这些优秀特性，研究人员可以观察波形的任意细节并加以分析。小波变换及性质可定义为函数h(x)LR如果满足以下的容许条件：

2ˆh()2d

（1-1）

则称h(x)是一个基本小波或小波母函数，而称

ha,b(x)a12xbh,(a,bR,a0)

（1-2）

a式（1-2）为由小波母函数Φ(x)生成的依赖于参数a和b的小波。ha,b(x)也可以看成是由h(x)经伸缩平移后得到的一个函数簇。小波变换中参数a、b有明确的物理意义，a是频率参数，b是时间参数。

小波变换的主要性能是其“变焦”性能，该特性能将高次谐波信号中各种不同频率成分分解在相应的时空域，并给出不同频率正弦波的相位。在有源滤波器的检测电路中，需要检测的只是除去基波外的所有畸变波形的含量，不需要分析出各次畸变波形的大小，但是实时性要求很高，而傅里叶变换能分析出各次畸变波形的分量，但实时性较差。小波变换是一种调和，不仅能实现实时，而且变换本身对波形的奇异点非常敏感，该特点可以用来跟踪那些变化非常突然的谐波信号，而这种信号正是高次谐波检测的难点。

三、抑制电网谐波的方法

抑制和消除高次谐波的目的，是为了使电网电压的畸变率不超过2%，电压的负序分量不超过正序分量的1%或1.5%，电压的零序分量不超过正序分量的1%时，电机可以保证正常运行。抑制谐波措施有以下几方面：

1、减少谐波源

具体措施是让系统整流设备容量远远小于系统短路容量，由于系统短路容量大，系统电抗小，因此系统电压畸变就小。

1）采用多脉冲波换流器，采用多相脉冲换流器以增加脉波数，可以大幅度地消除低次谐波，一般采用脉波数为12。少用半控桥式接线，因为这种接线所产生的谐波中含有不易处理的偶次谐波。

2）采用变压器相位移，比如三绕组变压器，通过二次绕组相位移30o电角度后，由两个格雷兹桥串联组成的换流器单元，脉波数提高为12。

3）受电变压器的一次和整流变压器的二次分别采取Δ型连接方式，这样做可消除3次、6次、9次谐波。

2、改进电气设备结构，提高抗谐波能力

在电网中，为了抵抗轴电流，电机采用接地电刷装置或轴承座加绝缘措施。电气设备采用叠片磁路，减少涡流损耗。同时，为了提高耐热能力，采用真空压力敷设V·P·I浸渍工艺措施，用于提高抗谐波能力。

3、装设滤波器

滤波电容器是指与有关器件，如电抗器、电阻器等连接在一起，对一种或多种谐波电流提供低阻通道的一种电容器。其作用是对某种谐波电流发生共振而被吸收，不注入电网。滤波器安装在非线性负载侧的母线上。

滤波器分为无源型和有源型。无源滤波器具有简单可靠维护方便等优点而被广泛使用，有源滤波器是新一代的谐波补偿装置，具有良好的补偿特性，能同时满足补偿谐波和无功功率要求，由于其价格较高维护复杂等缺点，在我国应用还不太广泛。

四、结语

电网高次谐波引起电网公害，导致供电质量下降，严重影响各种电气设备的安全运行。本文从高次谐波分析数学方法入手，阐述了高次谐波的抑制方法，如装设滤波器，通过这些措施，阻止这些高次谐波进入电网，达到了抑制谐波的目的。

参考文献：

【1】 潘志．近代分析数学基础．徐州：中国矿业大学出版社．1993年

篇6：变频器谐波危害分析及解决措施

摘要： 本文从谐波的概念入手，结合变频器的内部结构的相关知识,分析变频器谐波产生的原因及其危害,在此基础上提出了抑制谐波的常用方法.关键词：变频器 谐波 危害 抑制

前言：在工业调速传动领域中，与传统的机械调速相比，用变频器调速有诸多优点，顾其应用非常广泛，但由于变频器逆变电路的开关特性，对其供电电源形成了一个典型的非线性负载，变频器在现场通常与其它设备同时运行，例如计算机和传感器，这些设备常常安装得很近，这样可能会造成相互影响。因此，以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一，其对电力系统中电能质量有着重要的影响。

一、变频器原理及其谐波的产生

变频器是工业调速领域中应用较广泛的设备之一，目前已在企业大量使用。变频器一般采用是交-直-交结构（如图一所示），它是把工频（50HZ）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。其中控制电路完成对主电路的控制，变频调速装置用于交流异步电动机的调速，调速范围广、节能显著、稳定可靠。

（图一）一般通用变频器为交－直－交结构

众所周知，电机的转速和电源的频率是线性关系。

变频器就是利用这一原理将50Hz的工频电通过整流和逆变转换为频率可调方向的交流电源。变频器输入部分为整流电路，输出部分为逆变电路，这些都是由非线性原件组成的，在开断过程中，其输入端和输出端都会产生高次谐波。另外变频器输入端的谐波还会通过输入电源线对公用电网产生影响。

从结构上来看，变频器有交-直-交变频器和交-交变频器之分。目前应用较多的还是交-直-交变频器。变频器主电路为交-直-交，外部输入380V/50HZ工频电源，经三相桥式不可控整流成直流电压，经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可调的交流信号。

在电力电子装置大量应用以后，电力电子装置成为最主要的谐波源。

变频器输入侧产生谐波机理：对于变频器而言，只要是电源侧有整流回路的，都将产生因非线性引起的谐波。以三相桥整流电路为例，交流电网电压为一正弦波，交流输入电流波形为方波，对于这个波形，按傅氏级数可分解为基波和各次谐波，通常含有6m±1(m=1,2,…)次谐波，其中高次谐波干扰电网。单个基波与几个高次谐波组合一起被称为畸波（如图二）。

（图二）基波与高次谐波 畸波

（图三）PWM控制的基本原理示意图

在采样控制中有一个重要结论：冲量相等而形状不同窄脉冲加在具有惯性环节上时，其效果基本相同。冲量即指窄脉冲的面积。此结论是PWM控制的重要理论基础。把

图三a的正弦半波分成N个彼此相连的脉冲所组成的波形。这些脉宽相等，都等于，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。如果把上述脉冲序列用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦等分的中点重合，且使矩形脉冲和相应正弦部分面积（冲量）相等，就得到了图三b所示脉冲序列，这就是PWM波形。对于正弦波负半周用同样办法也可以得到PWM波形。像这种把正弦波等效的PWM波形也称为SPWM波形。

变频器输出侧产生谐波机理：在逆变输出回路中，输出电压和输出电流均有谐波。由于变频器是通过CPU产生6组脉宽可调的SPWM波控制三相的6组功率元件导通/关断，从而形成电压、频率可调的三相输出电压。其输出电压和输出电流是由SPWM波和三角载波的交点产生的，不是标准的正弦波，如电压型变频器，其输出电压波形为方形波，用傅氏级数分解电压方波和电流正弦锯齿波可分析出包含较强的高次谐波成分，高次谐波对设备产生很强的干扰，甚至造成设备不能使用，周围仪器信号失真。谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。

二、谐波的危害

一般来讲，变频器对容量相对较大的电力系统影响不很明显，而对容量小的系统，谐波产生的干扰就不可忽视，谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，给周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。谐波污染对电力系统的危害严重性主要表现在：

（1）谐波对供电线路产生了附加谐波损耗。由于集肤效应和邻近效应，使线路电阻随频率增加而提高，造成电能的浪费；由于中性线正常时流过电流很小，故其导线较细，当大量的三次谐波电流流过中性线时，会使导线过热、绝缘老化、寿命缩短、损坏甚至发生火灾。

（2）谐波影响各种电气设备的正常工作。对发电机的影响除产生附加功率损耗、发热、机械振动和噪声和过电压；对断路器，当电流波形过零点时，由于谐波的存在可能造成高的di／dt，这将使开断困难，并且延长故障电流的切除时间。

（3）谐波使电网中的电容器产生谐振。工频下，系统装设的各种用途的电容器其电路比系统中的感抗要大得多，不会产生谐振，但谐波频率时，感抗值成倍增加而容抗值成倍减少，这就有可能出现谐振，谐振将放大谐波电流，导致电容器等设备被烧毁。

（4）谐波引起公用电网局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，这就使上述危害大大增加，甚至引起严重事故。

（5）谐波将使继电保护和自动装置出现误动作，并使仪表和电能计量出现较大误差；谐波对其他系统及电力用户危害也很大：如对附近的通信系统产生干扰，轻者出现噪声，降低通信质量，重者丢失信息，使通信系统无法正常工作；影响电子设备工作精度，使精密机械加工的产品质量降低；设备寿命缩短，家用电器工况变坏等。

三、谐波的抑制

变频器给人们带来极大的方便、高效率和巨大的经济效益的同时，对电网注入了大量的谐波和无用功，使供电质量不断恶化。另一方面，随着以计算机为代表的大量敏感设备的普及应用，人们对公用电网的供电质量要求越来越高，许多国家和地区已经制定了各自的谐波标准，以限制供电系统及用电设备的谐波污染。

抑制谐波的总体思路有三个：其一是装置谐波补偿装置来补偿谐波；其二是对电力系统装置本身进行改造，使其不产生谐波，且功率因数可控为1；其三是在电网系统中采用适当的措施来抑制谐波。具体方法有以下几种：

1.选用适当的电抗器。

（1）输入电抗器。在电源与变频器输入侧之间串联交流电抗器（图四），这样可使整流阻抗增大来有效抑制高次谐波电流，减少电源浪涌对变频器的冲击，改善三相电源的不平衡性，提高输入电源的功率因数（提高到0.75-0.85），这样进线电流的波形畸变大约降低30%~50%，是不加电抗器谐波电流的一半左右。

（图四）串联交流电抗器

建议在下列情况下使用输入交流电抗器：

a)变频器所用之处的电源容量与变频器容量之比为10：1以上；

b)同一电源上接有晶闸管设备或带有开关控制的功率因数补偿装置；

c)三相电源的电压不平衡度较大（≥3％）；

由于交流电抗器体积较大，成本较高，变频器功率＞30kW时才考虑配置交流电抗器。

（２）在直流环节串联直流电抗器。直流电抗器串联在直流中间环节母线中（端子+，-之间）。主要是减小输入电流的高次谐波成分，提高输入电源的功率因数（提高到0.95）。此电抗器可与交流电抗器同时使用，变频器功率＞30kW时才考虑配置。

（３）输出电抗器（电机电抗器）。由于电机与变频器之间的电缆存在分布电容，尤其是在电缆距离较长，且电缆较粗时，变频器经逆变输出后调制方波会在电路上产生一定的过电压，使电机无法正常工作，可以通过在变频器和电机间连接输出电抗器来进行限制（图五）。

图五 串联输出电抗器

2.选用适当滤波器。

在变频器输入、输出电路中，有许多高频谐波电流，滤波器用于抑制变频器产生的电磁干扰噪声的传导，也可抑制外界无线电干扰以及瞬时冲击、浪涌对变频器的干扰。根据使用位置的不同可以分为输入滤波器和输出滤波器。输入滤波器有2种，线路滤波器和辐射滤波器：

（1）线路滤波器串联在变频器输入侧，由电感线圈组成，通过增大电路的阻抗减小频率较高的谐波电流；在需要使用外控端子控制变频器时，如果控制回路电缆较长，外部环境的干扰有可能从控制回路电缆侵入，造成变频器误动作，此时将线路滤波器串联在控制回路电缆上，可以消除干扰。

（2）辐射滤波器并联在电源与变频器输入侧，由高频电容器组成，可以吸收频率较高具有辐射能量的谐波成分，用于降低无线电噪声。线路滤波器和辐射滤波器同时使用效果更好。

输出滤波器串联在变频器输出侧，由电感线圈组成，可以减小输出电流中的高次谐波成分，抑制变频器输出侧的浪涌电压，同时可以减小电动机由高频谐波电流引起的附加转矩。注意输出滤波器到变频器和电机的接线尽量缩短，滤波器亦应尽量靠近变频器。输出滤波器从结构上分LR滤波器单元和LC滤波器单元两种类型（图六）。

（图六）LR滤波器单元

LC 滤波器单元

除传统的LR,LC滤波器还在应用以外，当前抑制谐波的重要趋势是采用有源电力滤波器，它串联或并联于主电路中，实时对电流中高次谐波进行检测，根据检测结果输入与高次谐波成分具有相反相位电流，达到实时补偿谐波电流目的，从而使电网电流只含基波电流。它与无源滤波器相比，具有高度可控性和快速响应性，且可消除与系统阻抗发生谐振危险，但存在容量大，价格高的特点。

对于工作性质是节能性的（同时有调节作用）大容量的电动机，为了改善电机的运行工况，降低发热量，应考虑单独串联加装电抗器。

对于工作电流较大（基本运行在额定容量下）的电动机，为了减少电机的发热量、降低运行电流，使电气元件的运行可靠度提高（空开、断路器），应单独串联加装电抗器和滤波器。

对于小容量、多台安装的变频装置，单独增加滤波设备显然投入太大，且现有空间有限，则应考虑在低压母线上直接安装有源滤波器。

3.采用多相脉冲整流。

在条件允许或是要求谐波限制在比较小的情况下，可采用多相整流的方法。12相脉冲整流的畸变大约为10%～15%，18相的为3%～8%，完全满足国际标准的要求。其缺点是需要专用变压器，不利于设备的改造，成本费用较高；

4．减少或削弱变频器谐波的方法还有：

（1）当电机电缆长度大于50米或80米（非屏蔽）时，为了防止电机启动时的瞬时过0电压，在变频器与电动机之间安装交流电抗器；

（2）当设备附近环境有电磁干扰时，加装抗射频干扰滤波器

（3）使用具有隔离的变压器，可以将电源侧绝大部分的传导干扰隔离在变压器之前；

（4）合理布线，屏蔽辐射，在电动机与变频器之间的电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆，并和其他弱电信号线分走不同的电缆沟敷设，降低线路干扰，变频器使用专用接地线；

（5）选用具有开关电源的仪表等低压电器；

（6）在使用单片机、PLC等为核心的控制系统中，在编制软件的时候适当增加对检测信号和输出控制部分的信号滤波，以增加系统自身的抗干扰能力。

四． 结论