【摘要】近幾年來(lái)，隨著(zhù)國民經(jīng)濟的快速發(fā)展對供電企業(yè)的電網(wǎng)建設日趨完善，以及自動(dòng)控制系統（如DCS等）在配電網(wǎng)中的廣泛使用，為了減少電解整流裝置及變頻器產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)的污染，需對于配電網(wǎng)諧波所產(chǎn)生的主要的原因進(jìn)行分析與治理，不但可以有效的降低供電線(xiàn)路的電能損耗，還能有效的增加了電力設備的使用壽命。
【關(guān)鍵詞】電能質(zhì)量；原因；危害；治理
引言
電能質(zhì)量就是供電電壓特性，即關(guān)系到用電設備工作（或運行）的供電電壓和電流各種指標偏離理想值（額定值或標稱(chēng)值）的程度。電能質(zhì)量的指標包括：電壓偏差、頻率偏差、諧波、電壓波動(dòng)和閃變、三相電壓不平衡度、暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓、電壓暫降.波形缺口等，理想的電能質(zhì)量是頻率為50Hz、三相平衡、電壓電流波形為單一頻率的正弦波。
1 諧波產(chǎn)生的原因分析
電網(wǎng)諧波來(lái)自于三個(gè)方面:一是發(fā)電源質(zhì)量不高產(chǎn)生諧波；二是輸配電系統產(chǎn)生諧波;三是用電設備產(chǎn)生諧波。其中用電設備產(chǎn)生的諧波較多。
諧波產(chǎn)生的根本原因是由于電力系統中某些設備和負荷的非線(xiàn)性特性，使所加的電壓與電流不成線(xiàn)性關(guān)系而造成的波形畸變。引起波形畸變的諧波源是多種多樣的，例如各種非線(xiàn)性元件，包括大容量的晶閘管換流裝置、硅整流器及電弧爐等非線(xiàn)性負載，數量眾多的家用電器等等。另外電力系統不對稱(chēng)運行和不對稱(chēng)故障以及電弧的非線(xiàn)性特性等等，均可引起高次諧波。針對廈門(mén)同安地區主要是以下電力設備產(chǎn)生諧波污染：
（1）晶閘管整謊設備。由于晶閘管整流在電力機車(chē)、鋁電解槽、充電裝置、開(kāi)關(guān)電源等許多方面得到了越來(lái)越廣泛的應用，給電網(wǎng)造成了大量的諧波。
（2）變頻裝置常用于風(fēng)機、水泵、電梯等設備中，由于釆用了相位控制，諧波成分很復雜，除含有整數次諧波外,還含有分數次諧波，這類(lèi)裝置的功率一般較大,隨著(zhù)變頻調速的發(fā)展，對電網(wǎng)注入的諧波也不容忽視。
（3）電弧爐、電石爐。由于加熱原料時(shí)電爐的三相電極很難同時(shí) 接觸到高低不平的爐料，使得燃燒不穩定，引起三相負荷不平衡，產(chǎn)生諧波電流，經(jīng)變壓器的三角形連接線(xiàn)圈而注入電網(wǎng)。
（4）旋轉電動(dòng)機。交流電動(dòng)機磁場(chǎng)的磁路是由定子磁輒、定子 齒與空氣隙等組成的閉合回路。當鐵心未飽和時(shí)，可認為時(shí)磁通勢是集中在兩個(gè)空氣隙。若空氣隙是均勻的，則磁通勢也是沿定、轉子表面均勻分布而不是正弦分布，將它分解可得諧波分量，在電壓、電流 中會(huì )由相應分量產(chǎn)生。
（5）開(kāi)關(guān)模式電源（SMPS）?，F代大多數的電子設備都使用開(kāi)關(guān)模式電源，其特點(diǎn)是它不能從電網(wǎng)中汲取連續的電流，而只能汲取脈沖電流，此脈沖電流含有大量3次及高次諧波分量。
2 同.翔兩區諧波現狀
目前同安地區電網(wǎng)的工業(yè)負荷類(lèi)型較復雜多樣，包括水泥生產(chǎn)企業(yè)、機械加工行業(yè)、造紙行業(yè)、飲料造酒行業(yè)、陶瓷加工企業(yè)、金屬加工企業(yè)等；翔安地區電網(wǎng)的工業(yè)負荷主要有鋼鐵電子 紡織化工廠(chǎng)冶金鑄造 汽車(chē)焊機行企業(yè)等。這些企業(yè)中均大量使用各種電機、中頻爐、電弧爐、整流逆變裝置、電弧爐、中頻爐、開(kāi)關(guān)器件等電力電氣器件，這些設備在運行過(guò)程中產(chǎn)生大量的諧波注入電網(wǎng)，對電網(wǎng)造成嚴重的諧波污染，導致了較大的安全隱患。
3 諧波的危害性有以下幾點(diǎn)
（一）由于諧波電流的不穩定性，在工業(yè)生產(chǎn)中和電機旋轉磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的不穩定脈動(dòng)轉矩會(huì )造成電機的震動(dòng)，當電機的機械系統的自然頻率在受到上述轉矩的激發(fā)而可能引起共振時(shí)，則會(huì )損壞電機設備，更有甚者會(huì )危及人身安全。對電子線(xiàn)路設備造成不穩定工作狀態(tài)，嚴重時(shí)以致無(wú)法正常穩定的工作，或因參數波動(dòng)較大，影響正常使用。
（二）諧波電流能對繼電保護裝置產(chǎn)生干擾,甚至造成保護裝置誤動(dòng)作。因為控制設備的工作電壓和電流通常都是按照工業(yè)頻率和正弦波形設計的，能承受的不穩定電流有限，諧波會(huì )使正常工作條件受到干擾，嚴重時(shí)將造成誤動(dòng)或拒動(dòng)，而引起和擴大事故。同時(shí)，諧波還可以使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用率降低，使電氣設備過(guò)熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。
（三）在無(wú)功補償電容與電力系統中的電感，電纜和架空混合線(xiàn)路以及用電性質(zhì)復雜（居民用戶(hù)和工業(yè)用戶(hù)）的線(xiàn)路構成了局部電感、電容回路，它們的組合有時(shí)會(huì )對某次諧波電流起到放大作用，加劇了諧波危害。當它們構成的局部諧波回路的頻率與系統中存在的某次諧波 頻率相近時(shí),就會(huì )造成危險的過(guò)電流和過(guò)電壓。
（四）諧波電流影響測量?jì)x表的精度，造成電能計量誤差。同時(shí)干擾通信線(xiàn)路的正常工作，引起測量?jì)x表動(dòng)作產(chǎn)生錯誤，使電能計量出現混亂。
4 對諧波的綜合治理
（一）定期進(jìn)行諧波檢測。配電網(wǎng)主管部門(mén)要定期組織專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員定期對所轄電網(wǎng)進(jìn)行系統分析，并做出正確測量和科學(xué)的記錄、統計,以確定諧波源的具體位置和產(chǎn)生的原因。在配電網(wǎng)諧波產(chǎn)生起伏較大的地方，可設置長(cháng)期觀(guān)察點(diǎn)，收集可靠的數據。
（二）應用無(wú)源濾波裝置。當前，在國內對配電網(wǎng)中無(wú)源濾波裝置是應用為有效的諧波治理措施之一。無(wú)源濾波裝置具有成本低、技術(shù)成熟、補償無(wú)功等優(yōu)點(diǎn)，其利用電感、電容等元件的諧振特性，在阻抗分流回路中形成低阻抗支路，從而減小流向電網(wǎng)的諧波電流。但是在實(shí)際應用中，要注意控制濾波補償的負載參數，以防止濾波特性的改變。我司110KV變電站就是采用成熟的35KV級無(wú)源濾波裝置， 在35kV側I、II段母線(xiàn)各上一套TBBC-L-35的固定濾波補償裝置，該裝置集電網(wǎng)諧波濾波、無(wú)功補償于一體，可以濾除電網(wǎng)諧波同時(shí) 補償電網(wǎng)中的無(wú)功功率。每套無(wú)源濾波裝置5次、7次、11次兼高通濾波支路的安裝容量分別為3600kvar、3000kvar, 4800kvar,總安裝容量11400kvar,其中基波補償容量為8092kvar,則主變無(wú)功補償量 2*8092kvar,余下13.136Mvar的無(wú)功功率分別在低壓變、配電室就 地補償，使功率因數達到0.95。
（三）對于電容器進(jìn)行改造。由于當配電網(wǎng)頻率增加時(shí)，電容性電抗會(huì )隨之減少的特性。電容器對供電電壓的諧波分量特別敏感，即相對較小比例的諧波電壓可以引起很大的電流流入電容回路。如果電容器組或電力系統所連接的電抗的自然頻率接近與一個(gè)特定的諧波，就會(huì )發(fā)生局部諧振。因此，在配電網(wǎng)中電流增高時(shí),可以釆用以下的方法：有源電力濾波器，混和濾波器，并聯(lián)諧波濾波器或諧波治理電抗器。
（四）降低電流波形。在配電網(wǎng)諧波的綜合治理中，雖然濾波電路可以有效的治理電流的干擾，但是對于解決電流波形出現畸變現象 仍然存在一定的技術(shù)漏洞。在配電網(wǎng)諧波治理中通過(guò)有效的措施降低電流波形，使其不產(chǎn)生畸變，進(jìn)而達到科學(xué)減少電流諧波含量的效果。
5 安科瑞諧波治理裝置
5.1安科瑞有源電力濾波器產(chǎn)品介紹
ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在含諧波負載的低壓配電系統中，能夠對動(dòng)態(tài)變化的諧波電流進(jìn)行快速實(shí)時(shí)的跟蹤和補償。其原理為：ANAPF系列有源電力濾波器通過(guò)CT采集系統諧波電流，經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過(guò)功率執行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統中，從而抵消非線(xiàn)性負載所產(chǎn)生的諧波電流。
5.2有源電力濾波器技術(shù)參數及選型
6 結束語(yǔ)
以上所述，主要對于諧波是影響配電網(wǎng)整體供電質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。因此，我們在配電網(wǎng)的管理和檢測當中，供電企業(yè)要求各級電力主管部門(mén)要提高電網(wǎng)諧波的預防與治理工作，降低諧波的含量，防止配電系統的電壓和電流出現畸變，從而產(chǎn)生諧波。
[1]張振輝，新型諧波電流預測技術(shù)研究[J].呼倫貝爾學(xué)院學(xué)報，2006，(9）
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[3]安科瑞電能質(zhì)量監測與治理選型手冊.2019.11版
[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與選型手冊.2019.11版
