摘要：随着我国经济不断的提高，电力得到了快速的发展。电力系统在工作运行过程中可能会受到谐波影响进而影响生产效率，所以应该结合自身电力系统谐波危害影响现状来积极采用谐波治理技术，实现谐波有效抑制。以某厂为背景，探讨他们的厂内电力系统应用设计方案，明确其方案中系统电力设备所受到的谐波危害影响，并讨论抑制措施。
关键词：电力系统；谐波危害；潮流分布；设备影响；抑制措施
引言
伴随科学技术的不断发展，各式各样的非线性用电装置等在电力系统中的使用十分普遍，给电力系统造成了一定的谐波污染，并且降低了电能供给的质量，扰乱了电力系统的可持续发展。电力谐波含量会影响到波形的质量，同时对电力系统造成极大威胁，导致电力设备发热、减少使用周期、引发电流谐振或者电压谐振等，进而对全面电力系统的有序运行造成不利影响，所以要求对电力谐波分布状况产生的原因展开分析，制定可行针对的应对策略。因此，就电力谐波对电力设备的影响及其应对策略开展研究，有着十分重要的现实意义。
1电力谐波概述
（1）电力谐波。电力谐波是指一个周期电气量的正弦波的分量，其频率为工频基波频率的整倍数；在我国的国家标准中，电力谐波是指借助傅里叶级数，对周期性交流量开展分解，获取频率在1以上的整数倍的分量；而从广义角度而言，不论是何种与交流电网中工频频率不同的成分，均可称为电力谐波。因为正弦加压于非线性负载，基波电流引发畸变形成谐波。其中，较为常见的非线性负载包括有整流器、变频器、开关电源、不间断电源等。（2）电力谐波形成原因。①发电系统形成的电力谐波。由于制造工艺技术的制约，好比铁心绝对均匀技术、发电机三相绕组绝对对称技术等，生成电源基波电势期间必然会一并生成谐波电势，该种电势受自身性能的制约会使得电网波形发生转变，因为电力系统对应产生的谐波幅值相对小，因而当前即便认识到此期间会形成电力谐波，然而有效的应对策略相对不足，往往会直接予以忽略。②电力系统形成的电力谐波。电力变压器铁心饱和、非线性磁化曲线等因素均会致使形成电力谐波，并且电力谐波的实际大小、影响覆盖面与该部分因素的实际情况紧密关联，依托对电力系统的全面剖析，该种原因形成的电力谐波的规模相对小，因而倘若对其制定相应的应对策略会造成不必要的人力、物力损耗，因而在治理过程中，通常不将该部分的电力谐波视为重点。
2电力系统谐波危害影响问题分析
电力系统谐波危害影响较为严重，多台电力系统设备都存在谐波干扰问题，例如某厂的4台电机传动设备和4台脉冲全控桥整流装置，它们也形成了该电力系统中的谐波主要构成源头。从对电力系统的调查结果来看，车间内的谐波干扰为潮流分布形式，却存在不同谐波频率分量的谐波潮流，最为严重的就包括了5次谐波与7次谐波。根据调查发现其谐波的发起端为发电机装置，末端为各个用电设备，也包括压榨车间中的某些并联补偿设备。对其谐波的功率进行分析，发现其始端谐波处于非正弦电流用电设备中，即存在于整流设备中。而末端则位于其它用电设备中。但无论是始端还是末端亦或是中间环节，电力系统整体所消耗的谐波功率均判定为无效损耗，也就是谐波不做功，但会引起设备剧烈发热。以下主要分析以下该所产生谐波对于电力系统中各个设备的危害影响。1）谐波会对发电机产生直接影响。它的具体影响位置就包括了发电机的定子绕组和转子绕组，少部分谐波则会继续影响到激磁绕组，产生感应电流，根据感应电流的发热大小来产生相应损耗，这导致发电机整体在输出功率方面降低。该压榨车间在发生5次谐波与7次谐波时对发电机的影响则最为严重。其谐波会直接与基波磁场产生相互作用，出现较为剧烈的机械振荡，久而久之就会导致发电机及其他用电设备的汽轮机叶片处于疲劳循环状态下，使发电机长期处于运行过热状态，缩短寿命周期。2）对电力电容器也会产生影响，经检查发现压榨车间所产生的高次谐波会直接影响电力电容器，引发并联谐振，此时电容器会发生过热，严重时直接绝缘烧坏。
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3电力谐波的应对策略
3.1合理调节非线性用电设备与电源相互间的电气距离
合理调节两者的电气距离是由有意识地缩减电力系统阻抗，促使供电电压等级升高，将电力谐波产生的实际危害得以有效降低。就好比通过反复的电力谐波治理后，某供电厂逐一在2个100kV变电所设置一回35kV专线母线上的谐波测量值依旧十分接近国家标准，然而供电局在这一供电厂周边区域新设立220kV变电所，凭借较大容量的同步发电机的作用，直接通过5回35kV专线供电，基于电气距离相较之前的显著降低，使电力设备所受电力谐波的危害得以有效减少，因而可起到治理电力谐波的作用。
3.2抑制电容器电压
倘若在电力系统中，选取选相断路器对电力电容器予以投切，可有效消除投切电容器期间形成的瞬态电压，进一步缓解电力谐波的出现。如果电力谐波与电力电容器一同存在，电容器则会使得谐波电流更加强劲，进而对电力系统造成负面影响。对此可以选择使用滤波电抗器来减少谐波频率，进一步达到缩减谐波电流的目的。
3.3调节电力谐波隔距
众多实践得出，电力系统中形成的电力谐波不仅会对本级电力系统造成威胁，在电力变压器处理后，还会对上级甚至若干级电力系统造成影响，因而在治理期间，务必要对其影响程度及影响范围开展治理，秉承该种思路，研究人员展开了反复的探索研究，如在对三相整流变压器开展接线的过程中，选取YO/Y、Y/△、YO/△的应对策略，对3次及3的倍数次谐波均可收获可靠的治理成效，使电力谐波在全面电力系统中的影响程度及影响范围得到尽可能缩减。
3.4设置滤波器
滤波器包括有源和无源滤波器。其中有源滤波器是一类新型用以实时抑制电力谐波、补偿无功的电力电子装置，汇集有高速计算机、电力电子自动调节等技术，可凭借电流互感装置检测到的负荷电流谐波含量，经由对应的处理，借助逆变器，形成与系统各次谐波大小一致、相位相反的谐波电流，传输至电力系统中，对电力谐波开展消除或中和。无源滤波器通常利用电路的谐振原理来达到消除谐波的目的，其中涵盖了电阻、电抗器等结构。无源滤波装置原理简单、投入成本小、后期使用与维护方便，对于吸收高次谐波可发挥尤为明显的成效。相较于无源滤波器，有源滤波器具备以下优势：①结合电力系统中的电力谐波，开展自动控制，无需对负荷谐波次数予以考虑；②不会出现过载危险；③与电源设备具备可靠的兼容性；④可与电气网络任意位置开展了解；⑤可与相同电力系统中并联多个，提升电力谐波治理的质量及效率.
结语
在电力系统中，电力谐波必然存在，其产生的负面影响并非一时形成，而是日月累计的。在影响初期并不突出，但随着时间的推移而累积，电力谐波的危害会逐步显现，导致不可估量的后果。伴随节能减排、发展低碳经济呼声的不断高涨，采取科学有效的技术手段治理电力谐波变得尤为必要。鉴于此，电力企业相关人员务必要不断钻研研究、总结经验，提高对电力谐波内涵及其成因的有效认识，强化对电力谐波危害的全面分析，结合电力谐波的实际情况，通过“合理调节非线性用电设备与电源相互间的电气距离”、“抑制电容器电压”、“调节电力谐波隔距”、“设置滤波器”等，积极促进电力系统的有序健康发展。
参考文献：
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[2]熊杰锋，李群，袁晓冬等．电力系统谐波和间谐波检测方法综述［J］．电力系统自动化，2013，37（11）：125－133．
论文作者:陈瑶,邵季飞,朱倩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/17
标签：谐波论文; 电力论文; 电力系统论文; 电容器论文; 滤波器论文; 设备论文; 发电机论文; 《基层建设》2018年第23期论文;