淺談電力系統(tǒng)諧波抑制

侯瀟岳

摘 要：近年來，由于工業(yè)生產(chǎn)水平的整體提高，越來越多的變頻技術(shù)和電力電子設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用。但同時(shí)產(chǎn)生了大量的諧波，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的質(zhì)量，對配電系統(tǒng)產(chǎn)生了污染。諧波污染會(huì)對配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、配電系統(tǒng)安全等構(gòu)成一定危害，通過諧波造成的電氣設(shè)備問題導(dǎo)致出現(xiàn)的事故逐年提升。電網(wǎng)諧波的存在，嚴(yán)重威脅了用電設(shè)備以及配電系統(tǒng)的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；諧波；影響

一、電力系統(tǒng)諧波形成機(jī)理

1、發(fā)電系統(tǒng)形成的電力諧波，相繞組絕對對稱技術(shù)等，生成電源基波電勢期間必然會(huì)一并生成諧波電勢，該種電勢受自身性能的制約會(huì)使得電網(wǎng)波形發(fā)生轉(zhuǎn)變，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)對應(yīng)產(chǎn)生的諧波幅值相對小，困而當(dāng)前即便認(rèn)識到此期間會(huì)形成電力諧波，然而有效的應(yīng)對策略相對不是，往往會(huì)直接子.

2、電力系統(tǒng)形成的電力諧波，電力變壓器鐵心飽和、非線性磁化曲線等因素構(gòu)會(huì)致使形成電力諧波，并且電力諧波的實(shí)際大小、影響覆蓋面與該都分因素的實(shí)際情況緊密關(guān)聯(lián)，依托對電力系統(tǒng)的全面剖析，該種原因形成的電力諧波的規(guī)模相對小，困而倒若對其制藏相感的應(yīng)對集略會(huì)造成不必要的人力、物力損耗，因而在管理油程中，通常不將該部分的電力諧波視為重點(diǎn)。

3、用電設(shè)備形成的電諧波，經(jīng)由對電力諧法檢測期線堆用電設(shè)備連蒸與電網(wǎng)進(jìn)行連接是形成電力諧波的要原國，非整要飲話我、數(shù)次諧讀等多元化，標(biāo)準(zhǔn)頻率和規(guī)定電壓增值，是在理想狀態(tài)下電網(wǎng)提供的。諧波電流和諧波電壓的出現(xiàn)導(dǎo)致用電設(shè)備的電網(wǎng)環(huán)境發(fā)生一定問題，會(huì)影響用電設(shè)備及通信系統(tǒng)，諧波則會(huì)對設(shè)備的正常運(yùn)行造成危害，增加故障發(fā)生頻釋。

4、當(dāng)正弦波電壓施加在非線性電路上時(shí)，電流就變成非正弦波，非正弦電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓降，會(huì)使電壓波形也變?yōu)榉钦也?。非正弦波可用傅立葉級數(shù)分解，其中頻率與工頻相同的分量稱為基波，頻率大于基波的分量稱為諧波。在電力系統(tǒng)中，一般是指從2次到30次范圍。如5次諧波電壓（電流）的頻率是250赫茲，7次諧波電壓（電流）的頻率是350赫茲；超過13次的諧波稱高次諧波。電力諧波對電力網(wǎng)（包括用戶）危害是十分嚴(yán)重。

二、電力系統(tǒng)諧波造成的危害

1、影響線路的穩(wěn)定運(yùn)行。供配電系統(tǒng)中的電力線路與電力變壓器一般采用電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器或品體管繼電器予以檢測保護(hù)，使得在故障情況下保證線路與設(shè)備的安全。但由于電磁式繼電器與感應(yīng)式繼電器在諧波含量較高時(shí)又導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動(dòng)作，因而在諧波影響下不能全面有效地起到保護(hù)作用。

2、影響電網(wǎng)的質(zhì)量。電力系統(tǒng)中的諧波能使電網(wǎng)的電壓與電流波形發(fā)生畸變。如民用配電系統(tǒng)中的中性線，由于熒光燈、調(diào)光燈、計(jì)算機(jī)等負(fù)載，會(huì)產(chǎn)生大量的奇次諧波。影響電力系統(tǒng)的波形、幅值、頻率。

3、對電力設(shè)備的危害，對電力電容器的危害。當(dāng)電網(wǎng)存在諧波時(shí)，投入電容器后其端電壓增大，通過電容器的電流增加得更大，使電容器損耗功率增加。

4、對電力變壓器的危害。諧波使變壓器的銅耗增大，其中包括電阻損耗、導(dǎo)體中的渦流損耗與導(dǎo)體外部困漏融通引起的雜散損耗都要增加。諧波還使變壓器的鐵耗增人，這主要表現(xiàn)在鐵心中的磁滯損耗增加，諧波使電壓的波形使得越差，則磁滯損耗越對，除此之外，諧濾還導(dǎo)致變壓器操聲增大，振動(dòng)劇烈。

5、對弱電系統(tǒng)設(shè)備的干擾。對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、有線電視、報(bào)警與樓宇自動(dòng)化等弱電設(shè)備，電力系統(tǒng)中的諧波通過電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)與傳導(dǎo)方式耦合到這些系統(tǒng)中，產(chǎn)生干擾。

6、影響電力測量的準(zhǔn)確性。目前采用的電力測量儀表中有電磁型和感應(yīng)型，它們受諧波的影響較大。特別是電能表（多采用感應(yīng)型），當(dāng)諧波較大時(shí)將產(chǎn)生計(jì)量混亂，測量不準(zhǔn)確

三、電力系統(tǒng)諧波治理方法

1、在電力系統(tǒng)中加裝交流濾波器，當(dāng)已經(jīng)確定諧波源設(shè)備以后，在近距離諧波源處安裝濾波器是防止諧波電流注入電網(wǎng)的最有效辦法。濾波器工作的基本原理就是在靠近諧波源的地方吸收諧波電流。而等到諧波電流進(jìn)入高壓電網(wǎng)后再采取措施，無論技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都是不可行的。

2、在諧波源附近加裝有源濾波器在諧波，源處安裝有源濾波器，它會(huì)向電網(wǎng)中注入與原有諧波電流幅值相等、相位相同，方向相反的電流，從而使電源的總諧被電流抵消為零，從而獲得一正弦波。有源濾波器是與供電系統(tǒng)關(guān)聯(lián)工作的，它只控制諧波電流，基波電流并不流過該有源濾波器。

3、高變壓器可以消弱均衡的三次諧波電流傳回到電源。通常在這種變壓器的使用者會(huì)裝設(shè)一個(gè)旁路的電路以避免在進(jìn)行變壓器的維護(hù)工作時(shí)長時(shí)期對負(fù)高停止供電。使用隔離變壓器的時(shí)候要適當(dāng)提高額定值，否則也會(huì)產(chǎn)生電壓畸變和過熱；在無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)加裝電抗器將特定電抗百分率的串聯(lián)電抗然配置到并聯(lián)電容器組中，一般是用來限制諧波對電容器的危害及治理，以及改善電網(wǎng)電壓波形的。諧波在電力系統(tǒng)中造成的各種電力污染，嚴(yán)重威脅到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，要長期堅(jiān)持對電力諧波的治理措施才能從根本上改變電力現(xiàn)狀，提高電力系統(tǒng)。

總結(jié)：在科學(xué)技術(shù)的帶動(dòng)下，現(xiàn)代信息技術(shù)與電子水平得到了很好的發(fā)展，同時(shí)也暴露了很多系統(tǒng)問題。此時(shí)，必須想方設(shè)法地提高電能質(zhì)量治理與監(jiān)測，同時(shí)建成科學(xué)的電能質(zhì)量監(jiān)測體系，分析并反映電能質(zhì)量，這樣才能為電網(wǎng)穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障，同時(shí)這也是推進(jìn)電力系統(tǒng)發(fā)展的有效措施。

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