淺析諧波的危害與對策

本文格式為Word版，下載可任意編輯——淺析諧波的危害與對策本文主要分析了電力系統(tǒng)的波形畸變給電網(wǎng)中電力設(shè)備帶來的嚴(yán)重危害，并簡要提出了諧波的抑制措施。諧波；危害；對策

1前言

隨著邳州市經(jīng)濟(jì)創(chuàng)辦飛速進(jìn)展，形成了鋼鐵、化工、機(jī)械制造等支柱產(chǎn)業(yè)。伴隨著工業(yè)化水平的不斷提高，各種電力電子裝置廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、工業(yè)操縱、交通及家用電器中，由此產(chǎn)生的諧波危害也日益嚴(yán)重，致使電力系統(tǒng)非線性負(fù)荷不斷增大。使電網(wǎng)的諧波污染日益嚴(yán)重。更加是電力電子技術(shù)的蓬勃進(jìn)展，交、直流換流設(shè)備等電力電子新技術(shù)大量使用（如整流器、變頻器），這些非線性負(fù)荷向電力系統(tǒng)注入大量的高次諧波，造成電力系統(tǒng)電壓、電流正弦波波形的畸變，使電能質(zhì)量下降，對電力系統(tǒng)包括用戶的安好、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的危害和影響，甚至造成電力設(shè)備的損壞，干擾養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)甚至引發(fā)電力系統(tǒng)大面積停電等事故。

2諧波的危害

2.1電力電容器引起的諧波放大

由于電容器的容抗與頻率成反比，因此在諧波電壓作用下的容抗比在基波電壓作用下的容抗小得多，從而使諧波電流的波型畸變比諧波電壓的小型畸變大得多，即使電壓中諧波所占的比例不大，也會(huì)產(chǎn)生顯著的諧波電流。更加是在發(fā)生諧振的處境下，很小的諧波電壓就可引起很大的諧波電流，從而導(dǎo)致電容器因過流而損壞。邳州電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過程中就展現(xiàn)過由于鋼鐵企業(yè)諧波過大引起變電站電容器燒毀的事情。

2.2增加輸電線的損耗，縮短輸電線壽命

根據(jù)市政創(chuàng)辦的要求，城市中心區(qū)域務(wù)必廣泛使用電力電纜，在電纜輸電的處境下，諧波電壓以正比于其幅值電壓的形式增加了介質(zhì)的電場強(qiáng)度，這會(huì)影響電纜的使用壽命，據(jù)有關(guān)資料介紹，諧波的影響將使電纜的使用壽命平均下降約60%.

2.3增加變壓器的損耗

變壓器在高次諧波電壓的作用下，將產(chǎn)生集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，在繞組中引起附加銅耗，同時(shí)也使鐵耗相應(yīng)增加。另外，3次倍數(shù)次零序電流會(huì)在三角形接法的繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，這一額外的環(huán)流可能會(huì)使繞組電流超過額定值。對于帶不對稱負(fù)荷的變壓器來說，假設(shè)負(fù)載電流中含有直流分量，會(huì)引起變壓器的磁路飽和，從而大大增加交流勵(lì)磁電流的諧波分量。

2.4造成繼電養(yǎng)護(hù)、自動(dòng)裝置工作紊亂。

諧波能夠變更養(yǎng)護(hù)繼電器的動(dòng)作特性，這與繼電器的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和原理有關(guān)。當(dāng)有諧波畸變時(shí)，依靠采樣數(shù)據(jù)或過零工作的數(shù)字繼電器輕易產(chǎn)生誤差。諧波對過電流、欠電壓、距離、頻率等繼電器均會(huì)起拒動(dòng)和誤動(dòng)的影響，養(yǎng)護(hù)裝置失靈和動(dòng)作不穩(wěn)定。零序三次諧波電流過大，可能引起接地養(yǎng)護(hù)誤動(dòng)作。

2.5引起電力測量的誤差。

測量儀表是在純潔弦處境下舉行校驗(yàn)的，假設(shè)供電的波形發(fā)生畸變，儀表那么輕易產(chǎn)生誤差。譬如，感應(yīng)式電能表對設(shè)計(jì)參數(shù)以外的頻率的響應(yīng)不靈敏，頻率越高，誤差越大，而且為負(fù)誤差，當(dāng)頻率為1000Hz時(shí)，電能表將中斷轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.6干擾通信系統(tǒng)

供電系統(tǒng)中的靜止變流器在換相期間電流波形發(fā)生急劇變化，該換相電流會(huì)在正常供電電壓中注入一個(gè)脈沖電壓，該脈沖電壓所包含的諧波頻率較高，甚至達(dá)成1MHz，因而會(huì)引起電磁干擾，對通信線路、通信設(shè)備會(huì)產(chǎn)生很大的影響。譬如電力載波通信、遠(yuǎn)動(dòng)裝置信號以及與架空線平行的通信線路，諧波的影響都很大。

2.7延緩電弧熄滅

在超高壓長距離輸電線路上，較大的諧波電流會(huì)使電弧熄滅延緩，導(dǎo)致單相重合閘失敗，擴(kuò)大事故。在消弧線圈接地系統(tǒng)中較大的諧波分量同樣會(huì)延遲或阻礙消弧線圈在滅弧作用。

諧波是電能質(zhì)量一個(gè)重要的指標(biāo)。無論從保障電力系統(tǒng)的安好、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度還是從用戶用電設(shè)備的安好、正常工作的角度，有效治理諧波，將其限制在允許范圍之內(nèi)，還電網(wǎng)一個(gè)清白的電氣環(huán)境，營造“綠色電網(wǎng)”，已經(jīng)迫在眉睫。

3諧波治理的措施

根據(jù)諧波國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，限制諧波源注入電網(wǎng)的諧波電流，把電力系統(tǒng)的諧波電壓抑止在允許范圍之內(nèi)，以確保電能質(zhì)量和電力系統(tǒng)的安好、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。減小諧波影響應(yīng)當(dāng)優(yōu)先對諧波源本身或者在其鄰近采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施。如增加換流裝置的脈動(dòng)數(shù)、加裝交流濾波裝置、加裝串聯(lián)電抗器、采用有源濾波器等新型抑止諧波的措施等。

運(yùn)行閱歷說明，在諧波含量較高的地區(qū)，假設(shè)變電所母線安裝了電容器舉行無功補(bǔ)償，在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中留神制止并聯(lián)電容器與系統(tǒng)感抗的諧振和不匹配，限制電容器對諧波的放大作用。譬如，早期變電站的無功集中補(bǔ)償設(shè)備上，大多串接電抗器采用電容器容量的1%配置，而此配置僅起限制合閘涌流作用，對3次諧波起微弱放大，對5、7次諧波放大效果顯著，當(dāng)諧波源用戶（鋼廠等）增多時(shí)，就不能夠得志電網(wǎng)安好運(yùn)行的要求。建議結(jié)合實(shí)際處境舉行整改，針對5次諧牽扯以上含量較大者可以投入4.5%或者6%的電抗率。

在技術(shù)上舉行諧波治理的同時(shí)，我們更要加強(qiáng)諧波的管理工作，這也是治理電網(wǎng)諧波的重要步驟。

（1）引起重視，并建立長期、模范的分析防治體系。采取更加模范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)念A(yù)防措施，建立并完善用戶入網(wǎng)制度。要熟悉到諧波污染對電網(wǎng)的嚴(yán)重危害性，結(jié)合目前縣級電網(wǎng)公司的管理水平，要明確以防為主。要落實(shí)監(jiān)測措施，完善監(jiān)測設(shè)備、儀器；同時(shí)要抓好人員培訓(xùn)工作。

（2）建立諧波源用戶管理制度，定期對電網(wǎng)內(nèi)諧波源用戶舉行測試工作，察覺不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象立刻要求整改，從源頭切斷諧波電流注入電網(wǎng)。

（3）對于用戶380V低壓補(bǔ)償電容器組要更加舉行設(shè)備兩部鑒定資質(zhì)審查，防止不合格產(chǎn)品流入電網(wǎng)。三次諧波污染主要存在于低壓配電網(wǎng)中。對用戶電容器要加強(qiáng)管理，配置合理的電抗率，或者加裝濾波裝置。

4終止語

要防止諧波危害的發(fā)生，以適應(yīng)高效用電和高質(zhì)量用電的要求，務(wù)必加強(qiáng)監(jiān)視管理，提高防護(hù)技術(shù)，加大治理力度