摘要：首次提出了从理论上说“含非线性元件的三相电力系统中不可能出现平衡电路”的观点，并对这一命题进行了理论分析与证明，从而得出了对任一次谐波，三相非线性网络不可能用1个三相对称电路进行分析，而必须用3个对称电路进行分析的结论。文中给出了三相非线性电路的序网图分析方法和相关结论。实际的算例验证了这一结论。工程中现在使用的单线等效图方法只是工程上的近似。
关键词：谐波序网；等效电路；非线性元件；替代定理；对 称分量法
1 引言
在三相对称非线性电力系统中，一般的谐波分析方法［1、2］是用单相电路来求解，然后类推得到其余两相电量的表达式。然而，在含有非线性元件的三相电力系统中，即便三相电路拓扑结构、元件特性相同，也不能将三相电路的拓扑结构直接等效为单相电路的拓扑图，而必须使用本文提出的三相电力系统谐波序网分析方法（以下简称序网分析法）来分析。在序网分析法中，根据替代定理，用一组含正序、负序和零序三序分量的等效电源来置换系统中每一个非线性元件，再用叠加定理求出三相电力系统的准确谐波解。
本文利用EMTP仿真程序提供了相应的算例，验证了“含非线性元件的三相电力系统不存在平衡电路”论点的正确性。
2 特性相同的三相非线性电路电气分析
以图1所示的简单非线性电路为例：即使是特性相同的三相非线性电路，也不可能是三相平衡电路。图1中非线性电感的结构对称是指它们具有同样的非线性特性，即La（u，i）＝Lb（u，i）＝Lc（u，i）。将3个特性相同的非线性电感接到对称的三相电源上，即使非线性电感两端电压为三相对称正弦电压，由于几乎在任何时刻都有ua≠ub≠uc，因此三相非线性电感的瞬时电感值La（ua，ia）≠Lb（ub，ib）≠Lc（uc，ic），即三相电路的瞬时参数是不对称的，因而在各个瞬间三相均是不平衡电路。所以，对于电压、电流非线性的元件，即使它们有相同的非线性特性，也不可能构成三相平衡电路，这是与线性电路的根本区别之一。根据电工理论可知，这时因非线性会产生谐波，对于任一次谐波，还会因为不平衡负荷出现正序、负序和零序分量，所以，各次谐波都不能用一个对称的三相电路来等效。
对于特性不同的三相非线性系统，三相电路参数的瞬时不对称性更为严重。
由此，我们得到以下结论：计算谐波必须采用三相潮流计算方法，而不能像计算线性电路那样简化为单相来计算，也不能用1个序网来进行计算。
3 谐波对称分量法分析
通常可将电力系统分成三相线性网络部分和非线性元件部分，如图2所示。
根据替代定理，可用等效电流源或等效电压源来置换系统中的非线性元件，如图3中右虚框所示。图2中非线性元件的三相等效电流源，分别由各相基波和谐波分量组成。假设三相有源线性系统如图3左虚框中所示的三相对称线性系统，这样，图2中的非线性电力系统即等效为图3所示的等效线性系统，从而可按线性系统的叠加定理求出系统的谐波解。
