關于電力系統諧波治理的討論關于電力系統諧波治理的討論本文關鍵詞：諧波，電力系統，治理，討論

關于電力系統諧波治理的討論本文簡介：關于電力系統諧波治理的討論朱俊輝(廣州粵能電力科技開發廣州510075)動力與電氣工程摘要：隨著國家經濟建立的迅猛開展，城市對供電質量及供電可靠性的要求也越來越多。城市電網中因使用電器產生的諧波污染日苴嚴重，對于整個電力系統的正常運行產生了嚴重威脅，因此研究諧波的危害及其采取

關于電力系統諧波治理的討論本文內容：

關于電力系統諧波治理的討論

朱俊輝

(廣州粵能電力科技開發廣州510075)

動力與電氣工程

摘要：隨著國家經濟建立的迅猛開展，城市對供電質量及供電可靠性的要求也越來越多。城市電網中因使用電器產生的諧波污染日苴嚴重，對于整個電力系統的正常運行產生了嚴重威脅，因此研究諧波的危害及其采取相應的治理措施，對改善供電質量和確保電力系統平安經濟運行有著非常積板的意義。

關鍵詞：電力諧波危害治理措施

1電力系統諧波的主要危害

(1)污染公用電網。假設公用電網的諧波特別嚴重，那么不但使接入該電網的設備(電視機、計算機等)無法正常工作，甚至會造成故障，而且還會造成向公用電網的中性線注入更多電流，造成超載、發熱，影響電力正常輸送，嚴重的甚至可能引發火災。

(2)對線路的影響。對供電線路來說，由于集膚效應和鄰近效應，線路電阻隨著頻率的增加會很快增加，在線路中會有很大的電能浪費。另外，在電力系統中，由于中性線電流都很小，所以其線徑一般都很細，當大量的諧波電流流過中性線時，會在其上產生大量的熱量，不僅會破壞絕緣，嚴重時還會造成短路。甚至引起火災。而當諧波頻率與網絡諧振頻率相近或一樣時，會在線路中產生很高的諧振電壓。嚴重時會使電力系統或用電設備的絕緣擊穿，造成惡性事故。(3)影響變壓器工作。諧波電流，特別是3次(及其倍數)諧波侵入三角形連接的變壓器，會在其繞組中形成環流，使繞組發熱。對Y形連接中性線接地系統中，侵入變壓器的中性線的3次諧波電流會使中性線發熱。(4)影響繼電保護和自動裝置。對于電磁式繼電器來說，電力諧波常會引起繼電保護以及自動裝置的誤動作或拒動，造成整個保護系統的可靠性降低，造成不必要的供電中斷和損失，影響電力系統的平安。(5)對電力電容器的影響。在諧波電壓作用下，電容器會產生額外的功率損耗，加快絕緣介質的老化。更為嚴重的是，大量諧波電流很可能引發電容器和系統其他元件之間的并聯諧振或串聯諧振，造成電容器超載而損壞;使與電容器連接的配電回路中所有線路、設備因電壓閃變、超壓、過負荷而損壞。(6)對通信線路產生干擾。在電力線路上流過幅度較大的奇次低頻諧波電流時，通過電磁耦合，會在鄰近電力線路的通信線路中產生干擾電壓。輕那么產生噪聲，降低通信質量;重那么導致信息喪失，使通信系統無法正常工作。

2抑制電力系統諧波影響的措施

諧波具有多發性、隨機性和不可重復性等特點，其治理方法也各式各樣，限于篇幅問題，本文在此只簡單介紹幾種抑制諧波影響的措施，僅供參考。

(1)盡量選用高功率因數的整流器。采用整流器的多重化來減少諧波是一種傳統方法，用該方法構成的整流器還缺乏以稱之為高功率因數整流器。高功率因數整流器是一種通過對整流器本身進展改造，使其盡量不產生諧波，其電流和電壓同相位的組合裝置，這種整流器可以被稱為單位功率因數變流器(UPFC)。該方法只能在設備設計過程中加以注意，從而得到理論中的諧波抑制效果。

(2)整流變壓器采用Y/或/Y接線。該方法可抑制3的倍數次的高次諧波，以整流變壓器采用/Y接線形式為例說明其原理，當高次諧波電流從晶閘管反串到變壓器副邊繞組內時，其中3的倍數次高次諧波電流無路可通，所以自然就被抑制而不存在。但將導致鐵心內出現3的倍數次高次諧波磁通(三相相位一致)，而該磁通將在變壓器原邊繞組內產生3的倍數次高次諧波電動勢，從而產生3的倍數次的高次諧波電流。因為它們相位一致，只能在形繞組內產生環流，將能量消耗在繞組的電阻中，故原邊繞組端子上不會出現3的倍數次的高次諧波電動勢。從以上分析可以看出，三相晶閘管整流裝置的整流變壓器采用這種接線形式時，諧波源產生的3n(n是正整數)次諧波激磁電流在接線繞組內形成環流，不致使諧波注入公共電網。這種接線形式的優點是可以自然消除3的整數倍次的諧波，是抑制高次諧波的最根本方法，該方法也多用于大容量的整流裝置負載。

(3)在諧波源處吸收諧波電流。這類方法是對已有的諧波進展有效抑制的方法，這是目前電力系統使用最廣泛的抑制諧波方法。①無源濾波器：采用無源濾波器是傳統的抑制諧波的方法。無源濾波器安裝在電力電子設備的交流側，由L、C、R元件構成諧振回路，當LC回路的諧振頻率和某一高次諧波電流頻率一樣時，即可阻止該次諧波流入電網。由于具有投資少、效率高、構造簡單、運行可靠及維護方便等優點，無源濾波是目前采用的抑制諧涉及無功補償的主要手段。但這種裝置的缺點是容易過載，在過載時會被燒損。因此，隨著時間的改變以及配件老化或電網負載的變動，會改變諧波振頻率，使濾波效果下降。更重要的是，無源濾波器只可以過濾一種諧波成分，如要過濾不同的頻率，那么要分別采用不同的濾波器。因此隨著電力電子技術的不斷開展，人們將濾波研究方向逐步轉向有源濾波器。②有源濾波器：與無源濾波器相比，APF具有高度可控性和快速響應性，能補償各次諧波，可抑制閃變、補償無功，有一機多能的特點;在性價比上較為合理;濾波特性不受系統阻抗的影響，可消除與系統阻抗發生諧振的危險;具有自適應功能，可自動跟蹤補償變化著的諧波。③采用混合型濾波器：即可將有源電力濾波器與無源電力濾波器混合使用。其中，無源濾波器由3、5、7、9次單調諧濾波器支路及高通濾波器支路組成。有源濾波器由8個IGBT、直流電容及濾波電感構成。直流電容可為有源濾波器提供一個穩定的直流電壓，濾波電感可減小有源濾波器產生的高頻開關頻率諧波。有源濾波器和無源濾波器串聯后并人電網，由于有源濾波器不是直接對諧波電流進展消除，它所產生的補償電壓中只含有諧波電壓，故其功率容量很小，具有良好的經濟性。④防止并聯電容器組對諧波的放大：在電網中并聯電容器組起改善功率因數和調節電壓的作用。當諧波存在時，在一定的參數下電容器組會對諧波起放大作用，危及電容器本身和附近電氣設備的平安。可采取串聯電抗器，或將電容器組的某些支路改為濾波器，還可以采取限定電容器組的投入容量，防止電容器對諧波的放大。⑤采用諧波保護器：采用磁性方法治理諧波比有源濾波器本錢更低。諧波保護器從任何一種諧波對電路系統帶來危害的本質上著手解決問題，即采用磁場吸收諧波能量的方法，具有很高的可靠性與使用壽命。此類產品如諧波保護器(HPD)，采用了超微晶合金材料與創新科技的特別電路，能吸收各種頻率各種能量的諧波干擾，將諧波消除在發生源，自動消除對用電設備產生的隨機高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾。⑥加裝靜止無功補償裝置：快速變化的諧波源，如電弧爐、電力機車和卷揚機等，除了產生諧波外，往往還會引起供電電壓的波動和閃變，有的還會造成系統電壓三相不平衡。在諧波源處并聯裝設靜止無功補償裝置，可有效減小波動的諧波量，同時可以抑制電壓波動、電壓閃變、三相不平衡，還可補償功率因數。

3結語

在實際工作中，諧波具有多發性、隨機