摘要：随着我国经济的发展和工业化进程的加快，电力电子器件、变频调速装置及微电子技术元件等大量的非线性用电设备广泛应用，使我国电力系统受到谐波污染状况日益严重，降低了电力系统的供电质量。谐波已成为我国电力系统中的三大公害之一。谐波的产生、消除对研究和改善供电质量和确保电电力系统运行有着非常重要的意义。因此，本文对电网谐波的危害及抑制技术进行分析。
关键词：电网谐波；危害；抑制技术
随着非线性电力设备的广泛应用，电力系统中谐波问题越来越严重，一方面造成了电力设备的损坏，加速绝缘老化；另一方面也影响了计算机、电视系统等电子设备正常工作，直接扰乱了人们的正常生活。
谐波问题涉及供电部门、电力用户和设备制造商，谐波问题已引起人们的高度重视。应合理规划电网，电力电子设备（特别一次设备）应符合电磁发射水平，电子设备、电子仪器应满足电磁兼容性要求。
1谐波的产生
电力系统中，谐波的定义是指对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解后，除了得到与电网基波频率相同的分量外，还有一系列大于基波频率的分量，这部分电量被称为谐波。近年来，随着各种整流、换流设备、电弧炉、各种电力电子设备、非线性负荷以及多种家用电器和照明设备等的大量使用，电力系统的谐波问题随着电力电子装置的广泛应用变的越来越突出。相对传统的电路和电力调节装置，电力电子装置具有高功率因数、高功率密度、高可靠性及低噪音、维护成本低等优点，这种装置提高了电能的利用率，但是其本身的非线形使得电网电压和电流不再为正弦波，而是畸变为含有各次谐波的电压和电流。谐波电压和电流的出现，严重危害了功用电网及其他系统的正常工作。
2电网谐波的危害
2.1影响变压器工作
从电网谐波的危害来看，其主要危害是影响了电网的正常工作。其中，对变压器的工作状态有较大的影响，使变压器无法按照预期的运行指标工作，导致变压器的工作状态不稳定，进而给供电网的整体稳定性和安全性带来较大的影响。因此，电网谐波的危害主要表现在对变压器工作状态的影响上。
2.2影响继电保护及自动装置
电网谐波发生之后，除了会对变压器的工作状态产生影响之外，还会对继电保护及自动装置产生不利的影响，使继电保护器无法正常工作，影响了继电保护器及自动装置的运行状态，对整个配电网的运行安全性产生了非常不利的影响。因此，有效地抑制谐波的产生，对保证继电保护及自动装置的正常工作具有重要作用。
2.3对电力电容器的危害
当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。在电容器投入在电压已经畸变的电网中时，还可能使电网的谐波加剧，即产生谐波扩大现象。另外，谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形，尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到加速老化的作用，从而缩短电容器的使用寿命。
2.4对电动机的危害
谐波对异步电动机的影响，主要是增加电动机的附加损耗，降低效率，严重时使电动机过热。尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场，形成与电动机旋转方向相反的转矩，起制动作用，从而减少电动机的出力。另外电动机中的谐波电流，当频率接近某零件的固有频率时会使电动机产生机械振动并发出很大的噪声。
2.5影响电网的质量
电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如民用配电系统中的中性线，由于荧光灯、调光灯、计算机等负载，会产生大量的奇次谐波，其中3次谐波的含量较多，可达40%；三相配电线路中，相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加，使中性线的电流值可能超过相线上的电流。另外，相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率，从而降低电网电压，浪费电网的容量。
3电网谐波的抑制技术
3.1电源的供电能力应该适当提高
抑制配网中的谐波，首先应当提高电源的供电能力。配网中，测量、控制装置等都是耗电比较大的装置，应当给予较大的贮备量。在供电设备中，有些设备受到谐波的干扰作用较大，或者设备本身会产生较大的干扰，因此应当采用不同相线供电。在配网中，各个装置的负荷变动不同，因此互相间产生的干扰不同，只有将供电电源分开，才能将各个装置之间的干扰相互隔离，减少通过电源线的干扰，这就要求电源的供电能力足够大。
3.2稳定谐波频率
在电路中对电流电压直接影响因素在于谐波频率不稳定，保证谐波稳定频率能在一定程度上降低其对电流影响，还能有效保证电力系统工作质量。谐波频率控制应注重对谐波产生源器件分析，通过对谐波产生元件进行改进，保证工作电流流经同时，产生稳定频率谐波，控制波形幅值与频率，通过对谐波波形进行整合综合降低谐波对电路中电流电压影响。在解决谐波频率稳衡控制过程中，还可采取对谐波源进行波形滤波工作，在谐波源安置滤波装置，在谐波发生后全部接收，通过元件对波形采取一定范围内限制使元件输出波形稳定，不会对电力系统运行造成影响。
3.3降低谐波源的谐波含量
在谐波源上采取治理措施，从源头上最大限度地避免谐波的产生。这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时，要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响，采取切实可行的治理措施。用电业务管理部门要严格把关，对于没有采取治理措施的谐波源用户，要禁止其入网运行。
3.4电力系统中滤波器应用
电力系统搭建过程中，注重滤波器在谐波消减工作中应用，能有效扩展谐波抑制范围。滤波器通过电容与电感电子器件匹配，通过不同参数元件对不同波形进行处理，通过器件连接处理对波形进行综合性整合，抑制谐波对电力系统工作影响。滤波器工作过程中，首先进行对谐波收集工作。波形收集工作通过滤波器中波形谐振元件实现，通过滤波器波形谐振使得电流中相对应波形与滤波器构成呼应，以此方法将谐波有效收集至处理装置。谐波处理手段以波形调制为主。在电容与电感器件对谐波进行分段后，保留基波同时削减经放大后波形，再依照基波频率进行调制，保证波形与基波形成高度统一，进而减小波形对电路影响。经滤波器调制后的谐波在带宽度上已无法对电路构成威胁，输出波形起到复合电力系统的作用效果。
3.5改善供电系统及环境
对于供电系统来说，谐波的产生不可避免，但通过加大供电系统短路容量、提高供电系统的电压等级、加大供电设备的容量、尽可能保持三相负载平衡等措施都可以提高电网抗谐波的能力。选择合理的供电电压并尽可能保持三相电压平衡，可以有效地减小谐波对电网的影响。谐波源由较大容量的供电点或高一级电压的电网供电，承受谐波的能力将会增大。对谐波源负荷由专门的线路供电，减少谐波对其它负荷的影响，也有助于集中抑制和消除高次谐波。
结束语：
在我国电力系统中谐波问题越来越严重，直接扰乱了人们的正常生产和生活。我国电能质量治理工作的深入开展，要消除谐波污染，除在电力系统中大力发展高效的滤波措施外，还必须依靠全社会的努力，在设计、制造和使用非线性负载时，采取有力的抑制谐波的措施，减小谐波侵入电网，从而真正减少由于谐波污染带来的巨大经济损失。
参考文献：
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论文作者:李俊龙,闫国华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/19
标签：谐波论文; 电网论文; 波形论文; 电压论文; 电流论文; 电力系统论文; 工作论文; 《基层建设》2018年第32期论文;