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在20世紀的30年代開始，人們就開始廣泛關(guān)注電力系統(tǒng)的諧波問題。電力已經(jīng)是當(dāng)今社會最主要的能源，近些年電子技術(shù)發(fā)展迅速，各種電子裝置被廣泛應(yīng)用，為人們帶來方便的同時也產(chǎn)生了諧波污染的問題。諧波會使得電網(wǎng)的電流和電壓的波形異常，降低電能的質(zhì)量，增加了電網(wǎng)的不穩(wěn)定性。引發(fā)故障影響供用電設(shè)備的正常工作，損壞電力設(shè)備，影響電力企業(yè)的經(jīng)濟效益，阻礙電力企業(yè)的長遠發(fā)展。更重要的是，電力電子裝置所產(chǎn)生的諧波污染已經(jīng)威脅到電力電子技術(shù)的向前發(fā)展。打造一個“無諧波的綠色電力電子”環(huán)境，更好的促進電力電子的發(fā)展，已成為一個迫在眉睫的問題。

1 諧波對低壓電網(wǎng)的影響

①諧波會引起電網(wǎng)諧振。在電力系統(tǒng)中，電感電容是普遍存在的，如果諧波與系統(tǒng)發(fā)生諧振現(xiàn)象的時候，由于系統(tǒng)內(nèi)部有諧振點，會損壞系統(tǒng)。當(dāng)有諧波電流或者諧波電壓出現(xiàn)的時候，電力系統(tǒng)的繼電保護會發(fā)生錯誤移動，對電力設(shè)備造成很大的破壞。諧波的出現(xiàn)還會使得測量回路的特性變壞，誤差的存在導(dǎo)致測量不準確，也可能使自動裝置不起作用，二次設(shè)備頻繁動作，造成繼電器彈性疲勞、接觸不良或觸點粘連。如果諧波的成分高與一般值，導(dǎo)致繼電保護進行錯誤移動，產(chǎn)生不當(dāng)?shù)牟僮鳎p則使系統(tǒng)內(nèi)部混亂，重則大范圍的斷電。

②諧波對供電部門的主變壓器的危害。非電爐變壓器是電力企業(yè)的主變壓器，這種變壓器的繞組損耗固定，當(dāng)諧波電流經(jīng)過時，會增加其繞組損耗，導(dǎo)致外殼及內(nèi)部緊固件等局部溫度過高，絕緣體在這種情況下容易老化，產(chǎn)品的更換時間縮短，而且，變壓器在諧振條件下容易損壞。

③諧波對輸電線路的影響。諧波電流通過架空線路時，產(chǎn)生有功功率損耗、集膚效應(yīng)，使諧波電阻增加，增大附加線路的電流損耗，效率下降使用電質(zhì)量也隨之降低。再加上中性線在在一般的情況下，經(jīng)過的電流不大，選擇的線都很細，一旦大量的三次諧波流過中性線時，導(dǎo)線就會在短時間內(nèi)升溫，絕緣在高溫作用下受損，導(dǎo)致出現(xiàn)短路，嚴重者引發(fā)火災(zāi)。

④諧波對電力電容器的影響。電容器對諧波的阻抗能力不大，含有諧波的電壓作用于電容器兩端時，諧波電流便疊加在電容器的基波上，在大量電流的作用下，電容器的溫度升高，當(dāng)溫度達到一定的限度之后，電容器在過負荷的壓力下會發(fā)生爆炸。而且，諧波和電容器共同引發(fā)諧波諧振，影響電網(wǎng)的安全運行。

2 諧波治理的技術(shù)措施

諧波治理是為了使公用電網(wǎng)的電壓總諧波畸變率和某些主要諧波的含有率下降，使供電質(zhì)量得到提高，保證各種用電設(shè)備、測量儀表、保護和控制裝置不受損壞，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。能正常運行。主要有兩種治理措施：在用戶側(cè)進行諧波治理，或在電網(wǎng)側(cè)進行集中治理。

①用戶端進行諧波治理。此種方法是通過在用戶端植入有源濾波器或者無源濾波器實現(xiàn)的。無源濾波器使用的是無源網(wǎng)絡(luò)，由電感、電容、電阻等元件構(gòu)成，從而吸收電器負載產(chǎn)生的諧波電流，這是治理諧波最常用的措施。無源濾波器有高通濾波器與調(diào)諧濾波器兩種，其中調(diào)諧濾波器又分為單調(diào)和雙調(diào)，用于吸收單一次數(shù)或相鄰的兩次諧波，高通濾波器主要吸收某一次及以上各次諧波。

②變電所側(cè)進行諧波治理。在變電所側(cè)進行諧波治理一般采用混合型電力濾波器。混合型電力濾波器按照有源電力濾波器與無源濾波器混合使用。方式可以分為并聯(lián)混合型電力濾波器和串聯(lián)混合型電力濾波器兩大類。

3 低壓無功補償裝工的合理選擇

①弄清負載的性質(zhì)和諧波含量。對諧波有抑制作用的濾波器成套裝置和普通的低壓電容補償成套裝置都能夠達到要求，其關(guān)鍵是區(qū)分負載的性質(zhì)以及產(chǎn)生的諧波含量的大小。諧波分量的數(shù)值多少通過諧波測試儀就可以獲得。如何區(qū)別電力負載的性質(zhì)？下面的三個要點要把握好：負載變化的幅度的大小，變化的頻度高低。負載中諧波源的容量的大小。三相負載中協(xié)調(diào)一致程度的高低。在一些起重設(shè)備制造行業(yè)、造紙行業(yè)、大型商用建筑中，一般都有大量變頻器和大容量熒光燈，對抑制諧波有較高的要，需根據(jù)實際情況選擇適合的設(shè)備。

②搜集配電網(wǎng)及負載的技術(shù)參數(shù)。濾波器的設(shè)計必須有來自電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的準確信息和數(shù)據(jù)，首先要認真搜集配電網(wǎng)及負載的有關(guān)參數(shù)，通常包括：電網(wǎng)的額定電壓、運行電壓的大小和變化范圍。基波頻率f的無功負載情況；主要負載的性質(zhì)、諧波次數(shù)及其分量值的大小；實際測試的電網(wǎng)電壓畸變率的高低；國家或行業(yè)內(nèi)部標準對諧波電壓和諧波電流的限值等。

③預(yù)測諧波的含量。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)收集到的技術(shù)參數(shù)和負載的性質(zhì)情況，然后通過仿真模型的計算機對初步提出的補償方案進行仿真計算，提前預(yù)測是否可能發(fā)生諧波放大或諧波共振的現(xiàn)象，可以提前采取相應(yīng)的防治措施。

4 合理選擇無功能補償裝置

到目前為止，在技術(shù)的刺激下，電力行業(yè)出現(xiàn)了多種多樣的諧波濾波器和具有抑制諧波功能的低壓無功補償裝置。

5、7、1、13次諧波在低壓電網(wǎng)的諧波中比較常見。低壓諧波濾波器，單柜輸出容量濾波回路可以應(yīng)用在這些諧波類型，濾波器主要有電容器串聯(lián)電抗器組成。

低壓3次諧波濾波器，非線性的單相負載，在接入相與中性線之間會產(chǎn)生3次諧波電流，諧波電流會在中性線上并聯(lián)疊加，導(dǎo)致電流和電壓畸變。3次諧波電流還會形成50HZ的磁場，所以驅(qū)除電網(wǎng)上的3次諧波電流是非常必要的，其單柜輸出容量一般為15～50kVAR。

固定式帶調(diào)諧濾波器組，其額定容量7.5～50kVAR，由電容器和電抗器組成，電容器能夠按照需求補償?shù)臒o功容量選擇，電抗器電感值的選擇則主要是使LC回路中形成串聯(lián)諧振電路的諧振頻率比電網(wǎng)相間存在的最低次諧波頻率低，通常是5次，調(diào)諧頻率的設(shè)計系數(shù)通常為141Hz。

自動投切帶調(diào)頻濾波電容器組，單柜額定容量15～75kVAR，由自動功率因數(shù)控制器進行控制，在400V、50Hz電網(wǎng)中使用時，其調(diào)諧頻率通常為140Hz或189Hz，如需要時也可設(shè)計為204Hz。

當(dāng)前，晶閘管投切電容器組，在無功能補償裝置中應(yīng)用廣泛，接觸器投切的電容器組由于技術(shù)的落后，利用的比較少。

有源濾波器，是一種采用先進技術(shù)的新型裝置，借錢比較昂貴，我國還沒有進行批量生產(chǎn)。它具有優(yōu)良的動態(tài)特性，響應(yīng)時間很短，不到lms，而且可以三相補償諧波電流，諧波次數(shù)可達50次。是一種電子式的過載保護，能夠與各類濾波器組合使用。

5 結(jié)語

為了防止諧波危害在低壓電網(wǎng)中的發(fā)生，電力部門應(yīng)該認真分析引發(fā)諧波產(chǎn)生的因素，在實際的治理操作中可采用無源濾波器、有源濾波器，減少回路阻抗，切斷諧波傳輸?shù)榷喾N方法，或者采用無諧波污染的綠色變頻器，使產(chǎn)生的諧波含量降低，把它控制在最小范圍內(nèi)，創(chuàng)造無污染的綠色電網(wǎng)環(huán)境，在無功補償裝置的選擇中，要根據(jù)實際的電網(wǎng)情況，合理選擇。提高供電的安全、可靠、穩(wěn)定，降低電力系統(tǒng)內(nèi)部的消耗，能源的利用率提高，增加了電力企業(yè)的經(jīng)濟效益，確保電網(wǎng)的長期穩(wěn)定運行。