工学
问答题什么叫谐波？谐波的评价指标有哪些？其产生的主要原因是什么？谐波的主要危害是什么？主要限制措施有哪些？
题目
参考答案和解析
谐波的评价指标主要有：谐波次数、谐波含量、谐波含有率和总谐波畸变率等。
冶金、化工等企业和电气化铁路用的换流设备，家用电器中的非线性用电设备等接入电网，会产生大量谐波电流注入到电网中。大量谐波电流流入电网后，通过电网阻抗产生谐波压降，叠加在基波电压上，引起电压波形的畸变。这对同样接入电可运行的其他设备将产生影响：
（1）谐波电流在旋转电动机绕组中流通，使电动机产生附加功率损耗而过热，产生脉动转矩和噪声。
（2）引起无功补偿电容器组谐振和谐波电流放大，导致电容器组因过负荷或过电压而损坏，对电力电缆也会造成过负荷或过电压而损坏。
（3）由于集肤效应和邻近效应的存在，使输电线路、变压器等因产生附加损耗而过热。
（4）电压或电流波形的畸变改变了电压或电流的变化率，影响了断路器的断路容量，对晶闸管的使用寿命产生严重影响。
（5）对继电保护和自动控制装置产生干扰和造成误动或拒动。
（6）使计量仪表，特别是感应式电能表产生计量误差。
（7）造成通信干扰
相似问题和答案
第1题：
谐波对电力系统主要有哪些危害？
正确答案: a、影响发电机出力b、影响断路器熄弧c、使电力系统电压峰值升高引起放电，放电时间过长，引起系统发生短路d、使计量表计、仪表误差增大等
第2题：
什么是谐波？谐波是怎样产生的？有何危害？
正确答案: 当正弦波电压施加在非线性电路上时，电流就变成非正弦波，非正弦波电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。非正弦波可分解为傅立叶级数，其中频率与工频相同的分量称为基波，频率大于基波的分量称为谐波。例如整流换流设备、电炉、变频器、可控硅设备、电子用品等都会产生谐波。
谐波会对公用电网造成危害：
使电网中元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的使用效率；
在中性线上叠加出电流，使中性线发热，甚至发生火灾；
引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，上述危害进一步加大；
使继保设备误动作，测量设备失准；
对通讯、电子类设备产生干扰；
第3题：
电网谐波的危害及其抑制措施是什么？
使变压器铁损增加、铁心过热寿命缩短；使电动机铁耗增加，震动、噪声增大；使电容器阻抗减小、电流增大、过负荷；使力线路电能损耗增加、电压损耗增加；使能计量不准；使电力系统发生谐振、从而引起过电压、击穿设备；使继电保护误动作；对通讯线路、设备产生干扰。
抑制措施：三相整流变压器采用YD或DY接线；增加整流变压器二次侧相数；使并列运行的整流变压器二次侧互有相位差；装设分流滤波器；选用DYN11连接组别的三相配电变压器。
略
第4题：
谐波的危害有哪些？
正确答案: 带有谐波源电气设备接入电网以后向电网注入谐波电流，谐波电流在电网阻抗上产生谐波电压，谐波电压叠加在正弦波形的50Hz电网上，并施加在所有接于该电网的电气设备端，对这些设备的正常工作产生影响甚至危害，主要会引起电器设备损耗增加，产生局部过热，导致电热器和电动机的过早损坏；电机的机械震动增大，噪声增强，造成工作环境噪声污染；对电子元件产生干扰，引起工作失常；对自动装置或测量仪表产生干扰，造成测量误差增加，自动装置误动；产生谐波的用户，计量装置将少计电量，接受谐波的用户，计量装置将多计电量；对电视广播和通信产生干扰，图像和通信质量下降。
第5题：
供电系统高次谐波产生的根本原因是什么？对补偿电容有什么影响？限制谐波主要有哪些方法？
正确答案: 供电系统高次谐波产生的根本原因在于电网中某些设备和负荷的非线性特性。
高次谐波对补偿电容的影响很大，首先高次谐波使电容的运行电流有效值增大，导致温度升高，电容器过热，降低寿命甚至损坏。另一方面，谐波电压的叠加也使电压增加，峰值增高，可能产生局部放电进而损坏电容器。
限制电力谐波最有效的方法是在谐波源处采取措施，主要有减少谐波源的谐波含量，如增加换流设备的换流相数、装设各种滤波器等。
第6题：
哪些设备会产生谐波？运行中会出现高次谐波有何危害？
正确答案:产生谐波的设备主要有：冶金、化工、电气化铁路及其他换流设备，非线性用电设备，都是谐波源。尤其严重的是硅整流、可控硅换流的设备以及电弧炉、电焊机等电弧炉产生的电弧，是不稳定、不规则、不平衡地变动着的负荷，而产生高次谐波。
硅二极管，晶闸管等大容量静止型变压器，它不仅作为电解、电力机车、电镀的电源，并用作电机控制的变频装置电源，是主要的谐波源。高次谐波超过限度时，会引起发电机，变压器、电动机损耗增大，产生过热。高次谐波电压可能引起设备异常振动、继电保护误动、计量误差增大、晶闸管装置失控，还会影响通信质量等。高次谐波电流、电压，更容易使电力电容器产生过负荷和谐振，致使其损坏。电网中有了谐波电流，会造成电压正弦波畸变，使电压质量下降，给发、供、用电设备、用电计量、继电保护等带来危害，成为污染电网的公害。谐波还会使电网中感性负载产生过电压、容性负载产生过电流，对安全运行带来危害。
第7题：
高次谐波有哪些危害？如何抑制高次谐波？
正确答案:三相电压和三相电流的波形应该是对称的正弦波形。但高频负荷、冲击负荷和可控硅整流装置的不断出现使得波形畸变产生高次谐波，使电气设备过热、振动，引起系统谐振，使谐波电压升高，谐波电流增大，使电子设备和继电保护、自动装置误动，引发系统事故；还可能引起对通信设备的干扰；同时增加了附加损耗，降低了电气设备的效率和利用率。在产生谐波含量较大的负荷点装设电力滤波器是抑制谐波电流流入电网而造成危害的一个重要措施。
第8题：
电力系统中的高次谐波是如何产生的？有什么危害？有哪些消除和抑制措施？
电网谐波的产生，主要在于电力系统中存在各种非线性元件。例荧光灯和高压钠灯等气体放电灯、感应电动机、电焊机、变压器和感应电炉等，都要产生谐波电流或电压，最为严重的是大型晶闸管变流设备和大型电弧炉。
高次谐波的危害：
1、谐波电流通过变压器，可使变压器铁心损耗明显增加，从而使变压器出现过热，缩短其使用寿命。
2、谐波电流通过交流电动机，不仅会使电动机的铁心损耗明显增加，而且会使电动机转子发生振动现象，严重影响机械加工的产品质量。
3、谐波对电容器的影响更为突出，谐波电压加在电容器两端时，由于电容器对于谐波的阻抗很小，因此电容器很容易过负荷甚至烧毁。
4、谐波电流可使电力线路的电能损耗和电压损耗增加；可使计量电能的感应式电能表计量不准确；可使电力系统发生电压谐振，从而在线路上引起过电压，有可能击穿线路设备的绝缘；还可能造成系统的继电保护和自动装置发生误动作；并可对附近的通信设备和通信线路产生信号干扰。
高次谐波的消除和抑制：
1、三相整流变压器采用Yd或Dy联结
2、增加整流变压器二次侧的相数
3、使各台整流变压器二次侧互有相角差
4、装设分流滤波器
5、选用Dyn11联结组三相配电变压器
6、其他如限制电力系统中接入的变流设备和交流调压装置的容量，或提高对大容量非线性设备的供电电压，或者将“谐波源”与不能受干扰的负荷电路从电网的接线上分开，都能有助于谐波的抑制或消除。
略
第9题：
谐波对电力系统产生哪些影响？限制电网谐波的主要措施有哪些？
正确答案: 谐波对电网的影响：
（1）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。
（2）谐波对线路的主要危害是引起附加损耗。
（3）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。
（4）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。
第10题：
供电系统中出现高次谐波的主要原因是什么？有哪些危害？如何抑制？
正确答案: 供电系统中出现高次谐波的原因，主要在于系统中存在着各种非线性元件，特别是大型的晶闸管变流设备和大型电弧炉，他们产生的高次谐波最为突出。高次谐波的危害，可使电动机、变压器的铁损增加，甚至出现过热现象，缩短使用寿命。还会使电动机转子发生振动，严重影响机械加工质量。对电容器，可发生过负载现象以致损坏。此外，可使电力线路得能耗增加，使计费的感应式电能表计量不准确，使系统的继电保护和自动装置发生误动作，使系统发生电压谐振，并可对附近的通信设备和线路产生信号干扰。
抑制高次谐波的措施有：
①三相整流变压器采用Y、d或D、y的接线，以消除3的整流倍次高次谐波，这是最基本的措施之一；
②增加整流变压器二次侧的相数；
③装设分流滤波器；
④装设静止型无功补偿装置（SVC）；
⑤限制系统中接入的变流及交变调压装置的容量⑥提高对大容量非线性设备的供电电压。