張博聞

摘要 電力資源是人們生產、生活中不可或缺的重要資源，在推動工業(yè)化建設、保障社會穩(wěn)定等方面做出了突出的貢獻。經(jīng)過幾十年來的努力建設，我國已經(jīng)構建了相對比較完善的電力網(wǎng)絡系統(tǒng)，各種先進、新興電力電子設備在電力網(wǎng)絡中的應用，為滿足人們逐漸提高的用電需求奠定了良好的基礎。但是，電力網(wǎng)絡系統(tǒng)之中，電力電子設備在運行的過程中也容易出現(xiàn)一些問題，從而影響電力網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，其中一個最為突出的問題便是諧波問題。本文主要對電力電子設備諧波的危害進行了分析，并提出了有針對性的解決對策。

【關鍵詞】電力電子設備 諧波 危害 解決對策

實踐發(fā)現(xiàn)，電力電子設備運行過程中，一旦出現(xiàn)諧波，不僅會給電力電子設備帶來極大的損害，影響電力電子設備的使用壽命，也會增加電網(wǎng)系統(tǒng)的運行負荷，從而降低電網(wǎng)的供電質量。基于此，為保障電網(wǎng)系統(tǒng)的長期、安全、穩(wěn)定運行，避免電力電子設備的損傷，減少不必要的損失，必須采取有效的措施，解決電力電子設備諧波問題。

1 電力電子設備諧波的危害

1.1 弱電系統(tǒng)設備

我國已經(jīng)建立了相對完善的電力網(wǎng)絡系統(tǒng)，但由于受到各種因素的影響，導致電力網(wǎng)絡系統(tǒng)在運行過程中存在著諸多問題。電力電子設備的諧波，通過靜電感應、電磁感應耦合到電力網(wǎng)絡系統(tǒng)之中，便會給弱電系統(tǒng)設備的穩(wěn)定性造成極大的影響，嚴重妨礙電力系統(tǒng)的安全運行。電感應的強度與諧波的干擾頻率雖然沒有直接的聯(lián)系，但通過公共接地，諧波也會對弱電系統(tǒng)設備產生極大的影響，大量不平衡電流流至接地極，嚴重干擾著弱電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.2 電動機

在電力網(wǎng)絡系統(tǒng)之中，電動機是一項重要的基礎性設備，電動機的運行效率與運行質量，對整個電力網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性產生著直接而又巨大的影響。一旦出現(xiàn)諧波，便會使異步電動機發(fā)生的損耗大幅度提高，從而大大降低電動機的生產效率，甚至會使電動機過熱，導致電力事故的出現(xiàn)，造成巨大的損失。與此同時，一旦出現(xiàn)負序諧波，電動機內部便會產出現(xiàn)負序旋轉磁場，形成和電動機設備運行方向相反的扭矩，由于受到這種制動作用的限制，使得電動機的實際運行效率大大降低。

1.3 低壓開關設備

由于受到諧波電流所帶來的影響，全電磁型的配電用斷路器，會出現(xiàn)鐵耗增大的問題，從而使得斷路器發(fā)熱。再加上渦流、電磁鐵等因素的影響，斷路器脫扣困難，通常來說，諧波次數(shù)越高，那么對斷路器設備造成的影響也就越大。由于鐵耗增加、導體集膚效應的的影響，使得熱磁型斷路器發(fā)熱，大大降低了脫扣電流、額定電流。而對于電子型斷路器來說，諧波的存在，也會降低電子型斷路器的額定電流，特別是在電子型斷路器處于檢測峰值的時候，額定電流下降的幅度更大。

2 電力電子設備諧波造成的不良影響

2.1 諧波對電力設備造成的不良影響

電力電子設備諧波一旦出現(xiàn)，便會給電力設備產生不良影響。電力電子設備出現(xiàn)諧波的時候，電容器端電壓相應的有所增加，電流也隨之加大，導致電容器的功率產生了巨大的損耗。若是電力變壓器處于運行狀態(tài)，則會使電力變壓器的鐵耗、銅耗大幅增加。電纜導線橫截面面積較大的條件下，電力電子設備諧波頻率越高，那么電阻也就越大，電纜導線的允許通過電流越小，從而給整個電力網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行產生嚴重的影響。

2.2 諧波對供配電線路造成的不良影響

為確保供配電線路的安全、穩(wěn)定運行，通常情況下會應用感應式繼電器、電磁式繼電器，來保護供配電線路及變壓器，若是供配電線路或者是供配電設備發(fā)生故障，感應式繼電器、電磁式繼電器便可以及時采取有效措施，避免故障的惡化、減少故障造成的損失。但電力電子設備諧波會對感應式繼電器、電磁式繼電器等保護裝置造成干擾，甚至可能出現(xiàn)誤動、拒動的問題，從而嚴重影響供配電線路的安全、穩(wěn)定運行。

2.3 諧波對人體造成的不良影響

站在人體生理學角度來看，細胞受到刺激而處于興奮狀態(tài)的時候，便會在細胞膜靜息電位基礎上出現(xiàn)可逆翻轉、快速電波動的現(xiàn)象，若是其頻率接近諧波的頻率，諧波電磁輻射便會給人體心磁場、腦磁場造成影響，從而危害人體健康。

3 電力電子設備諧波的解決對策

3.1 科學化管理

為實現(xiàn)對電力電子設備諧波的有效治理，應采取經(jīng)濟約束、法律約束的手段，轉變以往電力電子設備諧波治理工作“先污染、后治理”的局面，化被動為主動，預防電力電子設備諧波的出現(xiàn)。在選擇電力電子設備的時候，應嚴格遵循國家相關標準中的規(guī)定，加強對諧波含量指標的檢測與評定，對于不符合要求的電力電子設備，一律不得投入使用，從而在源頭上杜絕電力電子設備諧波的出現(xiàn)。

3.2 諧波的主動抑制方案

從變流裝置入手，科學設計變流裝置結構，并適當增加相應的輔助控制策略，以減少甚至是消除電力電子設備諧波。但是，諧波的主動抑制這一方案存在著成本高、效率低的缺陷。同時，電力網(wǎng)絡系統(tǒng)中，開關頻率較高的設備，也會使PWM載波信號出現(xiàn)高次諧波，干擾高電平的輻射與傳導。面對這樣的問題，諧波主動抑制方案的設計過程中，應借助EMI濾波器這一設備，消除電力電子設備中的高次諧波信號，預防高次諧波信號作為傳導干擾入侵電力網(wǎng)絡系統(tǒng)。

3.3 諧波的被動抑制

無源濾波器，其主要作用便是濾波，是被動抑制諧波的主要設備。主要是選擇電力電容器，并按照實際需求適當組合電阻器、電抗器，通過為諧波提供并聯(lián)低阻通路，從而達到濾波的效果。無源濾波器有著結構簡單、運行效率高、運行可靠、成本低、維護方便的優(yōu)勢，因此，已經(jīng)成為了目前抑制諧波、無功補償最常用的手段。

4 結語

綜上，電力資源是工業(yè)生產、日常生活中的基礎性能源，解決電力電子設備諧波問題，確保電力網(wǎng)絡系統(tǒng)的長期、穩(wěn)定、安全運行，對于推動社會經(jīng)濟發(fā)展、促進工業(yè)化建設進程的加快以及保障人們生活穩(wěn)定，有著十分重要的意義。

參考文獻

[1]沈學良，電力電子技術與諧波抑制、無功功率補償技術研究綜述[J]，中國新技術新產品，2017 （12）： 68-69.

[2]劉秀蘭，欒逢時，電力諧波對電力系統(tǒng)的影響及治理方法[J].電氣應用，2015， 34 （Sl）：125-128.

[3]莫冬青.淺析電力系統(tǒng)中諧波的危害及抑制方法[J].機電信息，2014 （12）：21+23.