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摘要：随着我国工业化进程的迅猛发展，电网装机容量不断加大，电网中电力电子元件的使用也越来越多，致使大量的谐波电流注入电网，造成正弦波畸变，电能质量下降，不但对电力系统的一些重要设备产生重大影响，对广大用户也产生了严重危害。截止目前，谐波与电磁干扰、功率因数降低被列为电力系统的三大公害。了解谐波产生的机理，研究和清除电力系统中的高次谐波，对于改善供电质量、确保电力系统安全及经济运行有着十分重要的意义。
关键词：电网；谐波；危害；手段
一、谐波的产生
在理想供电系统中，电流和电压都是正弦波的。在只含线性元件电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。在实际的供电系统中，由于有非线性负荷的存在，当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时，就形成非正弦电流。畸变的电流波形可能有二次谐波、三次谐波…直到第三十次谐波组成。在供电系统中，产生谐波的根本原因是由于给具有非线性阻抗特性的电气设备供电的结果。这些非线性负荷在工作时向电源反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电力质量变坏。
二、谐波的危害
谐波污染对电力系统的危害是严重的，主要表现在：（1）使公用电网中的电力设备产生附加的损耗.降低了发电、输电及用电设备的效率。大量3次谐波流过中线会使线路过热，严重的甚至可能引发火灾。（2）影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等故障，变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，绝缘部分老化、变质，设备寿命缩减，直至最终损坏。（3）引起电网谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器，电网谐振常会使之烧毁。（4）导致继电保护和自动装置误动作造成不必要准中断和损失。（5）使电气测量仪表计址不准确，产生计量误差，给电力部门或电力用户带来直接的经济损失。（6）对设备附近的通信系统产生干扰，轻则降低通信质量，重则导致信息丢失，使通信系统无法正常运行。
三、谐波治理的基本原则
电网公共连接点电压正弦波畸变率和用户注人电网的谐波电流不得超过国家标准GB/T14549 - 93的规定。用户的非线性阻抗特性的用电设备接人电网运行所注人电网的谐波电流和引起连接点电压正弦波畸变超过国家标准时，用户必须采取措施予以消除，否则，供电企业可中止对其供电。谐波治理的主要原则如下：1）以谐波的国家标准为治理依据;2）谁污染，谁治理;3）在相同的治理效果下，力求简单，投资最小;4）供用电双方应严格把关，用户在规划、设计中要果取右效治碑措旅.投运前要严格验收，不合格者不予送电。
四、谐波管理的组织、技术措施
为了减少谐波对电力系统、设备、用户的不良影响，我们应将谐波管理纳入日常的生产管理中，建章立制，采取技术措施，强化谐波监督管理。具体措施：
1）供电部门要建立健全谐波监督管理网，设立谐波监测中心，组织开展谐波普查测试;
2）对新建、扩建谐波源用户用电设备要严格审批，对已投产的谐波源用户应积极协商沟通，协助用户采用相应的治理措施，若用户拒不履行其职责，供电方可根据合同要求采取停止服务措施;
3）加强谐波管理，在供用电合同条款中加以规范，产生谐波的用户承担治理和投资责任，对其他用户造成损失由产生谐波的用户承担赔偿责任。对将新建的用电企业在申请用电时，要进行电能质量评估，对设备及无功补偿、滤彼装置选型等进行论证，确保企业投产后电能质量符合国标要求。
4）用户可根据实际情况选择无源、有源电力谐波滤波器、静止动态无功补偿装置（SVC）、静止同步补偿装置（RSVG）等滤波设备。现在广泛采用的滤波器为无源滤波器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆利用时域补偿原理的为有源滤波器，这种滤波器的优点是能做到适时补偿，且不增加电网的容性元件，但造价较高。无源滤波装置，吸收高次谐波，而所有滤波支路对基波呈现容性，正好满足无功补偿要求，不必另装并联电容器补偿装置，这种方法经济、简便，国内外广泛采用。中频炼钢炉、电弧炉、电力机车、卷扬机、地铁、轧机等用电设备用电负荷不稳定，变动频率较高，不仅会产生较强的谐波，而且极易引起电网电压的波动和闪变，甚至造成系统三相严重的不平衡，严重影响电网的供电质量，应采用静止动态无功补偿装置（SVC）或静止同步补偿装置（RSVG）。静止动态无功补偿装置（SVC）或静止同步补偿装置（RSVG）不仅可有效地减少谐波量，而且具有抑制电压波动、闪变，增加系统阻尼，提高系统功率因数，保证电网电业质量等功能。
5）整流设备是电网中主要的谐波源之一，通过改造换流装置，采取特殊的接线方式或将相数较少的换流变压器联结成等效的多相形式，增加换流器相数，或利用相互间有一定移相角的换流变压器，可有效地消除较大的低次谐波。通过加大技术改造力度，既可节省大量资金，又能够达到抑制或降低谐波分量的理想效果。
6）采取技术措施加强电容器管理，通过改变电容器的串联电抗器或将电容器组的某支路改为滤波器，可有效地防止或减少并联电容器对谐波的放大作用，从而保证电容器的安全运行。在这里必须特别指出：在有谐波源的地方，不要安装普通的纯电容器无功补偿装置，因为纯电容器无功补偿装置会使流人电网和电容器的谐波电流严重放大。
五、电网谐波的安全监督管理
1）分级做好新报装和现有非线性负荷谐波设计和测试工作，由用电部门建立相关的技术资料和档案；
2）对主要的谐波源用户安装谐波自动监测记录仪或谐波报警装置，督促超标用户采取治理措施；
3）审查或推广谐波的技术措施以及电容器组防止谐波放大的措施；
4）分析谐波事故（或异常），制定相应的反事故措施。
六、减小谐波影响的技术措施
1）增加换流装置的相数或脉动数；
2）加装交流滤波装置；
3）改变谐波源的配置或工作方式；
4）加装静止无功补偿装置；
5）增加系统承受谐波能力；
6）避免电容器对谐波的放大；
7）提高设备抗谐波干扰能力，改善谐波保护性能；
8）采用有源滤波器等新型抑制谐波的措施。
七、结束语
基于电力系统谐波的出现可见，目前非对称线性负载带来的结果是必然的，谐波的出现给系统带来的危害必须引起电力运行部门的高度重视，要针对性的加以限制，采取积极的技术措施加以防治，找出谐波的根源，加强电网的运行管理，严格控制谐波源的产生和扩大，确实保证电网的安全运行。
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论文作者:文玉山1,文玉玲2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/20
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