諧波對高壓輸電線路的危害及治理探討

1、諧波對高壓輸電線路的危害及治理探討摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，科學技術(shù)也得到了一定進步，近幾年,在電力方面應(yīng)用了一些非線性的電力設(shè)備，非線性的設(shè)備會在運行中造成畸變電流波形，這樣變產(chǎn)生了諧波，目前，由于諧波的產(chǎn)生而造成的影響也越來越大。諧波的產(chǎn)生，造成電力設(shè)備不能夠正常使用，而且也會對損害電力設(shè)備，所以在電力行業(yè)諧波的問題，受到越來越多的關(guān)注。本文就諧波問題進行研究，分析諧波對高壓輸電線路所造成的危害，同時也對諧波產(chǎn)生的危害提出了具體的解決方案。關(guān)鍵詞:諧波高壓輸電線路治理諧波，指在一個周期的電氣量正弦波分量中，諧波的頻率為整倍數(shù)的基波頻率,在電力系統(tǒng)中，諧波指的是穩(wěn)態(tài)工頻的整數(shù)倍波形，但由

2、于電網(wǎng)暫態(tài)的變化，或各種干擾、故障燈引起的欠壓及過壓的現(xiàn)象都不再諧波的范疇內(nèi)。諧波與次諧波有著本質(zhì)上的區(qū)別。諧波主要是由于諧波電流源而產(chǎn)生的，當非線性的設(shè)備受到正弦基波的電壓施加時，非線性設(shè)備吸收了與施加電壓不符的電流，導致了電流畸變，又因為電網(wǎng)和負荷是相連接的，所以諧波的電流會注入電網(wǎng)中，使非線性設(shè)備變成了電力系統(tǒng)中的諧波源(harmonicsource)。在電力系統(tǒng)中，諧波源可大致的分為：含電弧與鐵磁的非線性設(shè)備以及含半導體的非線性元件。國際上，從60年代便開始對電力的諧波問題進行分析與研究，但由于當時的電子技術(shù)不發(fā)達，因此只對高壓直流中輸電技術(shù)的變流器引起電力諧波的問題進行了分析。在70

3、年代后，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電子技術(shù)也得到了快速的發(fā)展與廣泛的應(yīng)用，這也是諧波在電力中所造成的危害也更加嚴重，因此，電力的諧波問題引起了各個國家高度的重視：并制定了諧波的標準，我國在90年代開始對公網(wǎng)中的諧波電壓及諧波電流制定了標準，規(guī)定了諧波的限制值。2高壓電故障特征我國高壓電的電網(wǎng)主要供電的方式有三種：點對地絕緣，點經(jīng)消弧線圈的接地或高阻接地，引入消弧線圈是影響選擇性接地保護裝置不能正常工作的原因。經(jīng)過研究，證明有消弧線圈的補償時，穩(wěn)定的電流補償效果比較明顯，然后暫態(tài)的電流卻得不到補償，高壓電路的故障中非故障支路的電容電流是由暫態(tài)電流之和組成的，它的方向和非故障支路的電流方向是相反的，接地瞬間

4、產(chǎn)生的電壓影響了暫態(tài)的電流大小,當接地的高壓電發(fā)生故障時，電壓瞬間在零值附近，并且暫態(tài)的電流很小，這樣把它當做保護的參量便非常的不可靠。3諧波對高壓輸電線路所造成的危害當產(chǎn)生諧波后，會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)和諧振過電壓的問題，這樣便影響了電網(wǎng)設(shè)備的絕緣，如果嚴重，也會導致絕緣的設(shè)備被擊穿，造成設(shè)備無法正常運行。受到諧波的影響，會使電網(wǎng)系統(tǒng)在保護、控制及檢測裝置中受到越來越嚴重的問題，特別是一些對相位及頻率有嚴重依賴的工作裝置，產(chǎn)生保護誤動作的問題也隨之增加。諧波的產(chǎn)生會導致公用的電力設(shè)備損耗更加嚴重，降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備等的效率。在電網(wǎng)中如果出現(xiàn)了畸形的電流波形，則會是線路過熱，如果線路的溫度超過了

5、線路承受熱度的最大值，便會造成火災。由于受到諧波的影響，具有容性電氣的材料，會由于溫度過熱：對設(shè)備造成損害，同時，具有容性的設(shè)備，如表電電容器等，則會發(fā)生火災或者爆炸。諧波會造成，相鄰通信設(shè)備或者平行的線路產(chǎn)生干擾。諧波使接入在電網(wǎng)中的晶閘管由于不能及時關(guān)閉的問題，造成晶閘管的短路，甚至燒毀。諧波會加快電介質(zhì)老化的速度，同時縮短絕緣設(shè)備的壽命。諧波會使電網(wǎng)產(chǎn)生諧振的現(xiàn)象，會把電網(wǎng)中的電流放大到十幾倍，使系統(tǒng)受到威脅，尤其是電容器及串聯(lián)電路中的電抗器，會隨著電網(wǎng)諧振的產(chǎn)生而燒毀。4諧波對高壓輸電線路造成危害的解決方案4.1重視諧波對高壓輸電線路造成危害在電網(wǎng)中，無論是電力公司還是電力用戶，都需要

6、對諧波高度的重視，這樣才可以合理有效的進行諧波的防治工作，以達到保證電網(wǎng)安全運行的目的。電網(wǎng)中，諧波的產(chǎn)生都具是有一定原因和位置的，因此，電力部門需要在自己負責的配電網(wǎng)轄區(qū)進行測量，并進行系統(tǒng)的分析，可以及時準確的招到諧波產(chǎn)生的具體位置和原因，這樣便為治理諧波的問題提供了堅實有力的基礎(chǔ)，在配電網(wǎng)轄區(qū)測量時，應(yīng)對容易產(chǎn)生諧波的區(qū)域，進行長期定時的測量觀察，以便獲得準確的數(shù)據(jù)。電力客戶也需要在日常生活中，對電力部門為自己提供的電力服務(wù)是否滿足，進行監(jiān)督，還需要協(xié)助電力部門測量自己的用電設(shè)備是否超過了諧波的標準，并對諧波的處理措施有所了解。4.2加強對諧波的管理在對電網(wǎng)中諧波問題得防治工作，這不僅是

7、電力部門本身的工作，也需要電力用戶對電力部門進行高度的配合。在對電網(wǎng)諧波的問題防治的工作，是一項需要長期堅持下去的艱巨工作，因此就需要在電網(wǎng)中各個方面都行動，加強電網(wǎng)的治理力度，保證電網(wǎng)供電質(zhì)量，并提咼電能利用效率，也需要在日常生活中，加大電網(wǎng)諧波對高壓輸電線路造成危害問題得宣傳，是電力用戶對諧波有一定的了解，并掌握對諧波的簡單處理措施，可以在日常用電中有所注意，進一步加強諧波的防治力度這樣對提高電網(wǎng)部門供電的質(zhì)量有很大的幫助。同時可以增加電能的綜合利用率，并有效的防治電磁污染，達到延長電力設(shè)備壽命的目的。4.3加強對高能耗的企業(yè)管理現(xiàn)今,諧波源產(chǎn)生最為嚴重的地方是高能耗的用電企業(yè)，對電網(wǎng)在運

8、行中產(chǎn)生了嚴重的影響，因此，需要對高效能的企業(yè)進行用電管理。（1）加強對電力用戶供電設(shè)備的設(shè)施計劃及設(shè)備選型等工作，并根據(jù)電力用戶在用電時對諧波的影響進行分析，對用戶進行合理供電指導，正確的選擇供電設(shè)備。杜絕高能耗的企業(yè)中有功率因數(shù)低或者無功補償不足的現(xiàn)象發(fā)生，并采用濾波和無功率補償?shù)募夹g(shù)進行濾波的實施，補償無功功率到0.95以上，使母線的諧波電壓和注入的系統(tǒng)在諧波電流降到標準值內(nèi)。（2）加大對電力用戶在用電時產(chǎn)生諧波監(jiān)測的力度，并在系統(tǒng)中安裝諧波的監(jiān)測裝置，對電力系統(tǒng)內(nèi)的電流計電壓進行定期的諧波分析,通過對電力用戶諧波的監(jiān)測，加強對電力用戶進行用電管理、技術(shù)監(jiān)督，當電力用戶在電力系統(tǒng)中，產(chǎn)生

9、的諧波超過了國家標準或者影響了電力系統(tǒng)的正常運行，就必須通過諧波的監(jiān)測裝置進行自動切斷電源以解除諧波對高壓電造成的危害。4.4輸電線路中諧波的治理對諧波的抑制，主要是通過無源濾波器，無源濾波器又被稱為LC濾波器（其中“L代表電感，“C”表電容）,LC濾波器由電感、電阻、電容組合而成的，LC濾波器可以濾除諧波，同時可以達到補償無功功率的目的丄C濾波器的結(jié)構(gòu)簡單且成本低廉、運行的可靠性高，費用低等特點，因此至今都被應(yīng)用到諧波的治理中。但是LC濾波器容易和電力系統(tǒng)產(chǎn)生并聯(lián)諧振，使諧波被放大，產(chǎn)生LC濾波器過載的問題，甚至燒毀濾波器。LC濾波器智能對固定頻率諧波進行補償，補償?shù)男Ч顝娙艘?。因此，現(xiàn)今

10、對諧波的抑制主要應(yīng)用了有源濾波器，有源濾波器在現(xiàn)場應(yīng)用有源電力濾波器(APF),APF客服了LC濾波器智能補償固定頻率的諧波問題，實現(xiàn)動態(tài)的跟蹤補償，既可以達到補諧波的目的，也可以補償無功功率。5結(jié)語綜上所述，在電子技術(shù)的飛速發(fā)展中，非線性的電子設(shè)備在廣泛應(yīng)用的過程中，產(chǎn)生了諧波問題,并嚴重的干擾了電力系統(tǒng)運行中的安全隨著諧波問題的日益加重，已經(jīng)受到了供電企業(yè)和電力用戶及設(shè)備制造廠商的高度重視，并開始對諧波造成的危害這一問題進行了分析研究，以達到電力系統(tǒng)可以正常運行的目的。但是，想要解決諧波對高壓輸電線路造成的危害，是一項需要長期堅持下去的艱巨工作，因此就需要在電網(wǎng)中各個方面都行動，加強電網(wǎng)的治理力度，保證電網(wǎng)供電質(zhì)量并提高電能利用效率，以使設(shè)備可以正常的運行及延長設(shè)備的壽命，還給電網(wǎng)一個無污染、干凈的工作環(huán)境，是電網(wǎng)工作可以在安全、可靠、穩(wěn)定的環(huán)境下運行。參考文獻1涂建，鄒有明，張亞邦，等.諧波方向型原理在高壓電網(wǎng)單相接地保護中的應(yīng)用M.煤礦安全，2007(5):41-42.2程時杰，曹一家，江全元.電力系統(tǒng)次同步振蕩的理論與方法M.北京:科學出版社,2009.王彥文，劉