浅谈电网谐波危害和其抑制措施

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1、浅谈电网谐波危害和其抑制措施［摘要］随着我国经济的快速发展，工业技术也在不断地发展，在电网中非线性负荷不断增加，供电电压波形严重变形，导致电网谐波的产生。目前，电网谐波的问题已经被广泛地关注，电力企业应加强电网谐波的控制，为广大用户的正常用电和生产提供保障。［关键词］电网；谐波；危害；检测；治理中图分类号：TM711文献标识码：A文章编号：1009-914X(2014)15-0315-01从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电

2、流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波。谐波产生的原因：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。一、谐波的危害谐波对电力网的污染日益严重，其产生的主要危害有：1、大大增加了电力网中发生谐振的可能，从而造成很高的过电流或过电压而引发事故的危险性。增加附加损耗，降低发电、输电及用电设备的效率和设备利用率。2、使电气设备（如旋转电机、电容器、变压器等）运行不正常，加速绝缘老化，从而缩短它们的使用寿命；使继电保护、自动装置、计算机系统，以及许多用

3、电设备运转不正常或者不能正常动作或操作；使测量和计量仪器、仪表不能正确指示或计量。3、干扰通信系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通信设备。电力网中广泛使用补偿功率因数的电容器，同时存在分布电容，它们与系统的感性部分组合，在一定的频率下，可能存在串联或并联的谐振条件。当系统中该次频率的谐波足够大时，就会造成危险的过电压或过电流。最常见的谐波谐振是在接有谐波源的客户母线上，因为母线上除谐波源外还有电力电容器、电缆、供电变压器及电动机等负载，而且这些设备处于经常变动中，容易构成谐振条件。电力网中也可能存在某

4、次谐波的串联谐振回路，例如从电源看，客户的供电变压器和其二次侧的补偿电容器是串联关系。若此回路对某次谐波呈现很低的阻抗，则将吸收大量的该次谐波电流，同样会造成该回路设备的谐波过负荷。电网的有功负荷对谐波谐振有相当的阻尼作用。实测表明，在轻负荷时，往往容易发生谐振现象。应当指出，谐波谐振成为危害，必须具备两个条件，其一是电网参数的不利配合，其二是有足够强的谐波源。过去，谐波谐振问题并不突出，主要原因是电网中谐波源少。随着谐波源的大量增加，谐振问题就引人注目了，而解决此问题，一方面要适当控制谐波源，另一方面是设法消除系统参数

5、的不利配合。二、检测谐波的方法模拟电路：消除谐波的方法较多，可以分为主动与被动，也可分为有源与无源。目前以有源电力滤波器为主，但在检测过程中必须要采用模拟电路，所以成本较高，而且有源电力滤波器对频率与温度颇为敏感，容易影响检测效果，误差较大。近年来，相关专家对人工神经网络进行了深入的研究，相对于其他方式而言，该系统的适应能力与学习能力较强，而且结构简单，可以更加准确地检测出谐波电流，但其硬件环节仍然较为薄弱，因此使用范围有限。傅立叶变换：该方法实现了数字域的检测，电力系统的谐波检测多采用这一方法，但该方法在进行傅立叶变换

6、时可能产生泄露，导致误差。同时，对于离散傅立叶变换来说，如果不是整数周期采样，即使只有单一频率信号，那么也无法求出信号准确的参数，此时可以通过加窗来降低泄露而导致的误差。小波变换：该方法主要被应用在信号分析、语音识别与合成、自动控制及图像处理与分析等领域中，电力谐波是由各种频率成分合成的，信号随时可能出现或消失，如果采用离散傅立叶的方式处理会产生较大的误差，此时小波变换方法较为适用。完成谐波的采样离散后，采用小波变换来处理信号，实现谐波的精准测定。同时小波具有自动“调焦”的特点，而且按照频率来处理信息，此外小波变换对处理

7、时变与暂态信号也具有明显的优势。三、谐波的治理限制电力系统的谐波，一般在谐波源处采取措施最为有效。主要技术措施有以下几个方面。1、加强有关新建和扩建谐波用户的管理。在受理用户的报装资料时，需要业扩人员严格把关，严格核查用户填写的设备清单、营业执照名称、经营范围等，以分辨其是否属于冶金、化工及电解化工、机械金属、纸类和塑料加工、交通等存在谐波污染的用户。对于存在谐波污染的用户，要求在申请用电时，就采取限制谐波的措施，在谐波源投运后，还必须进行复测，在谐波测试合格之后，才能给予供电。2、加换流装置的相数或脉动数。交直流换流器

8、产生的特征谐波电流次数与脉动数有关，当脉动数增多时，产生的谐波次数增高，而谐波电流近似与谐波次数成反比，因此，一系列次数较低，成分较大的谐波得到消除，减少了谐波源产生的谐波电流。3、加装交流滤波装置：交流滤波器装设在谐波源处，用来吸收谐波源产生的谐波电流，这是防止谐波源注入系统谐波电流的有效而通用的措施。4、加装静止