摘要：諧波在供電系統(tǒng)中的，對(duì)電網(wǎng)和電力設(shè)備產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害。伴工業(yè)化和自動(dòng)化程度的迅速，非線性設(shè)備和負(fù)荷使用，使諧波將越來(lái)越多地產(chǎn)生。供電，須認(rèn)識(shí)諧波問(wèn)題的嚴(yán)重性，并從技術(shù)和制度上，減少諧波對(duì)供電系統(tǒng)的危害，降低損失，以確保電網(wǎng)和電力設(shè)備的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：諧波；危害；管理

概述

近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展工業(yè)化和自動(dòng)化程度迅速，供電系統(tǒng)非線性設(shè)備和負(fù)荷的使用，使諧波的產(chǎn)生巨大的溫床，諧波對(duì)電網(wǎng)的干擾愈加嚴(yán)重，電網(wǎng)供電質(zhì)量下降。諧波污染已電力系統(tǒng)的三大公害。供電系統(tǒng)中的諧波問(wèn)題已引起各界的關(guān)注，為保供電系統(tǒng)中所有設(shè)備能正常工作，對(duì)諧波的產(chǎn)生必須采取消諧措施，抑制并防止電網(wǎng)中因諧波危害所的嚴(yán)重后果。

1 諧波的產(chǎn)生和電力線路中諧波的類型

所謂諧波是指周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍，有數(shù)字頻譜的特征。不同頻率的諧波同的電氣設(shè)備會(huì)有不同的。諧波主要產(chǎn)生于兩類元件①含半導(dǎo)體的非線性電氣元件；②含電弧和鐵磁非線性設(shè)備。這兩類元件于電力線路中，諧波來(lái)源于三個(gè)渠道:發(fā)電源產(chǎn)生的諧波；輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波；用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波?？梢?jiàn)諧波危害著電力生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換和使用的各個(gè)環(huán)節(jié)。

2 諧波對(duì)電力線路的危害

諧波對(duì)電力線路的危害可以說(shuō)無(wú)處不在，有如下幾個(gè):

2.1 對(duì)輸電線路的危害

輸電線路阻抗的頻率特性，線路電阻隨頻率的升高而。在集膚效應(yīng)的作用下，使導(dǎo)體對(duì)諧波電流的電阻，從而了設(shè)備的功率損耗、電能損耗，使導(dǎo)體發(fā)熱，破壞絕緣，嚴(yán)重時(shí)短路，甚至引起火災(zāi)。，輸電線路在分布的線路電感和對(duì)地電容及無(wú)功電容等電感和電容，它們與系統(tǒng)母線側(cè)及系統(tǒng)串聯(lián)或并聯(lián)，組成串聯(lián)回路或并聯(lián)回路時(shí)，會(huì)串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振，在線路中產(chǎn)生的諧振電壓，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電力系統(tǒng)或用電設(shè)備的絕緣擊穿，惡性事故。

2.2 線路的穩(wěn)定運(yùn)行

為了線路與設(shè)備的安全，線路的穩(wěn)定運(yùn)行，電力線路中使用了繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置及低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備。但諧波的，按基波量設(shè)定的高靈敏度繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置如變電站主變的復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)裝置，母線差動(dòng)保護(hù)元件誤動(dòng)線路型號(hào)的距離保護(hù)、高頻保護(hù)、故障錄波器、自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置等誤動(dòng)或使晶體管繼電器產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，嚴(yán)重威脅供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運(yùn)行。對(duì)斷路器也有同樣的，諧波電流使斷路器的鐵耗和銅耗增大而發(fā)熱，脫扣或額定電流降低或脫扣電流降低等不，誤動(dòng)作或不動(dòng)作。

此外諧波還電網(wǎng)的質(zhì)量。諧波不但使電網(wǎng)的電壓與電流波形畸變，而且同頻率的諧波電壓與諧波電流要產(chǎn)生同次諧波的有功功率與無(wú)功功率，從而降低電網(wǎng)電壓，浪費(fèi)電網(wǎng)的容量。

2.3 對(duì)電力設(shè)備的危害

電力設(shè)備主要包括電力電容器和電力變壓器，諧波對(duì)它們的危害較大。當(dāng)含諧波的電壓加在電容器兩端時(shí)，諧波頻率高，電容器對(duì)諧波阻抗很小，使電容器電流變大，電容器溫度升高，損耗系數(shù)增大、附加損耗，容易故障，電容器的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起電容器過(guò)負(fù)荷甚至爆炸。諧波還與電容器一起在電網(wǎng)中電力諧波諧振，使電網(wǎng)的諧波加劇，產(chǎn)生諧波，危害更大。諧波電壓增加了變壓器的磁滯損耗、渦流損耗，諧波電流還會(huì)導(dǎo)改致了銅損，也會(huì)對(duì)大大非對(duì)稱性負(fù)荷的變壓器勵(lì)磁電流的諧波分量，會(huì)減低變壓器的使用容量。除此之外，諧波還使變壓器噪聲增大，有時(shí)還發(fā)出金屬聲。

2.4 對(duì)用電設(shè)備的

在供電系統(tǒng)中，用戶的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷約占整個(gè)負(fù)荷的85%左右。，諧波對(duì)電力用戶電動(dòng)機(jī)的危害性最大。諧波能使電機(jī)產(chǎn)生附加的損耗和轉(zhuǎn)矩，并能電動(dòng)機(jī)的絕緣壽命。諧波產(chǎn)生的脈沖轉(zhuǎn)矩，會(huì)電機(jī)轉(zhuǎn)軸扭曲和機(jī)械振動(dòng)的問(wèn)題，發(fā)出的噪聲。此外，諧波還對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信等弱電設(shè)備產(chǎn)生干擾；還對(duì)電力測(cè)量和計(jì)量?jī)x表的精確性，甚至計(jì)量設(shè)備無(wú)法工作；諧波對(duì)人體也有不良的影響。

3 供電系統(tǒng)諧波的管理

諧波的特性和頻譜的多樣性，加強(qiáng)對(duì)諧波的管理有必要的，可以說(shuō)在供電系統(tǒng)中完全消除諧波是不可能的，但可以對(duì)危害大的諧波實(shí)行抑制。

3.1 技術(shù)措施，諧波的危害諧波采用的方法是:①運(yùn)用由L、R、C元件構(gòu)成諧振回路，可阻止與諧振回路的諧振頻率相同或相近頻率的諧波電網(wǎng)，如在電力電子設(shè)備的交流側(cè)安裝無(wú)源濾波器；②可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與原有諧波電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流趨向零，較實(shí)時(shí)補(bǔ)償諧波電流的目的；③在諧波源處并聯(lián)加裝靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，可以波動(dòng)的諧波量、功率因數(shù)、穩(wěn)定母線電壓、降低三相電壓不平衡度等，供電系統(tǒng)承受諧波的能力；④將電容器組的某些支路改為濾波器或串聯(lián)電抗器，也可以限定電容器組的投入容量，電容器對(duì)諧波的放大。此外還有特定的方法，如換流裝置的相數(shù)，脈寬調(diào)制法，三相整流變壓器采用Y/Δ或Δ/Y的接線等。

3.2 管理，諧波的危害諧波是附著于基波的，以電流的方式在電網(wǎng)中傳輸，使整個(gè)電網(wǎng)受其害，可采用有效的措施使諧波在最低的范圍內(nèi)而不影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。各負(fù)其責(zé)，盡量不把本管轄范圍內(nèi)的諧波傳送到線路，如發(fā)電發(fā)電機(jī)制造的工藝，三相繞組對(duì)稱性，鐵心的均勻性，從源頭上溢制諧波的產(chǎn)生，對(duì)輸送出的電流檢測(cè)，不把電廠的諧波送到供電系統(tǒng)上；對(duì)供電來(lái)說(shuō)，既有來(lái)自上游發(fā)電的諧波，又有來(lái)自下游用電的諧波，還有自身產(chǎn)生的諧波，采用先進(jìn)的技術(shù)手段，監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)控制，使供電系統(tǒng)短路容量、供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)、供電設(shè)備的容量、盡三相負(fù)載平衡等措施，增強(qiáng)電網(wǎng)抗諧波的能力。

3.3 對(duì)用戶端諧波的管理

3.3.1 對(duì)諧波的危害性和治理的宣傳，使用戶認(rèn)識(shí)諧波治理的重要性，諧波治理是電網(wǎng)和設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的舉措。要制定制度，負(fù)起對(duì)諧波管理中的職責(zé)、規(guī)范對(duì)諧波的管理；

3.3.2 用電用戶產(chǎn)生的諧波對(duì)電網(wǎng)的危害也最大，對(duì)用戶的管理，GB17625.1—2003《電磁兼容的限值及諧波電流發(fā)射限值（設(shè)備每相輸入電流≤16A）》，要求購(gòu)置的用電設(shè)備，試驗(yàn)證實(shí)，符合該標(biāo)準(zhǔn)限值才允許接入到配電系統(tǒng)中；GB/T14549《電能質(zhì)量及公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定的注入公共連接點(diǎn)的諧波電流允許值的用戶，安裝電力諧波濾波器，以限制注入公用電網(wǎng)的諧波，限制消除諧波對(duì)電力設(shè)備及裝置的危害；

3.3.3 用電檢查，已運(yùn)行的電能質(zhì)量污染源用戶補(bǔ)立檔案，“誰(shuí)干擾，誰(shuí)污染，誰(shuí)治理”的原則，諧波源當(dāng)?shù)刂卫?，即產(chǎn)生諧波的用戶，在用戶配變的低壓側(cè)加裝濾波裝置，將諧波限制在標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)。安裝電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)儀，并監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電能質(zhì)量和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

諧波問(wèn)題是存在的，要解決供電系統(tǒng)中的諧波問(wèn)題，要多制定政策、健全制度和技術(shù)創(chuàng)新，可以把諧波控制在較微小的范圍內(nèi)，從而有效地保證電網(wǎng)和電力設(shè)備的安全運(yùn)行，消除因諧波產(chǎn)生而導(dǎo)致的電力安全事故。

參考文獻(xiàn)

[1]韓曉東，朱勤.電網(wǎng)諧波的危害及治理[J].云南電力技術(shù)，2005，(02)

[2]電能質(zhì)量.電網(wǎng)諧波GB/T14549一93

[3]王兆安等.諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償.北京:機(jī)械工業(yè)出版社

[4]陽(yáng)若寧.電力系統(tǒng)中諧波的產(chǎn)生、危害及抑制[J]