电网谐波的分析与治理
所属栏目：电力论文 发布日期：2011-04-11 08:09 热度：
三、谐波在电网中的危害
（一）谐波干扰威胁电力系统安全稳定运行。
因电网中的电气设备很大部分采用电磁式继电器、感应继电器元件，容易接受谐波干扰而误动和拒动，系统中存在的不明原因的误动和拒动，与谐波不无关系。所以谐波超标，会严重威胁电力系统的安全稳定运行。
（二）增大变压器及电容器等的耗损，制造噪声污染。
谐波会大大增加电力变压器的铜损和铁损，降低变压器有效出力，谐波导致的噪声，会使变电所的噪声污染指数超标，影响工作人员的身心健康。对于电力电容器，谐波会导致端电压升高，损耗加大，电容器发热，加速老化，从而缩短使用寿命。
（三）影响电动机有功输出，影响电磁、热磁场运行。
配网中使用大量异步电动机，产生的谐波会增加附加损耗。负序谐波产生的负序旋转磁场，会产生制动力矩，影响电动机的有功出力。对断路器而言，无论其构成元件为电磁的、还是热磁的、亦或电子的，都可能受谐波的影响误动。
（四）易造成电能表误动和拒动。
电能表是评价电能消耗重要而基本的测量工具，是用户缴费的凭证，而谐波可能使电能计量产生较大误差，严重时会导致计量混乱。同样，谐波也是引起录波装置误启动，保护误动和拒动的重要因素。
（五）对人体健康造成不良影响。
谐波会通过静电感应、电磁感应以及传导等多种方式耦合进入通讯系统，影响它们的正常运行。对于人体，谐波会刺激人体细胞，使正常的细胞膜电位发生快速波动或可逆的翻转，当这种波动或翻转频率接近谐波频率时，会影响人体大脑与心脏。
四、影响电能质量的因素及其对策
我们已知影响电能质量的主要因素是各种非线性用电设备、变压器和各类铁心电抗器等各种谐波源，谐波不但影响用户设备的正常运行，而且对电网设备和自动化装置有很大的影响。谐波对电网自动化装置的影响，应改进自动化装置的制作工艺和工作原理，加强装置的抗干扰能力，防止装置误动作。但这对改善电网的电能质量并无任何作用，只能是减少电网谐波对自动化装置影响，因此关键是针对各类谐波源进行电能质量的治理，应加强对用户谐波源的治理和改变电网参数，降低或消除谐波谐振。采取必要的有效手段，避免或补偿已产生的谐波，现提出以下治理措施进行探讨：
（一）加强电能质量标准和相应规范的宣传贯彻。
电能质量监测有益于电网的安全、稳定、经济运行，便于及早发现电网存在的隐患，有利于对已发生的电力事故进行更有效深入的分析，从而采取措施，予以防治；另一方面全程监视电能各方面的质量指标参数，以适应不同应用场合的数据分析需要。IEC6100以及国标GB/T14549-1993，对于谐波定义、测量等进行了宣传，明确谐波治理是一项互惠互利、节能增效，是保证电网和设备安全稳定运行的举措。应在电力系统各部门大力宣贯，认真遵照执行。
（二）加强系统分析、正确测量。
电网管理部门对所辖电网进行系统分析，正确测量，以确定谐波源位置和产生的原因，为谐波治理准备充分的原始材料；在谐波产生起伏较大的地方，可设置长期观察点，收集可靠的数据。对电力用户而言，可以监督供电部门提供的电力是否满足要求；对于供电部门而言，可以评估电力用户的用电设备是否产生了超标的谐波污染。
（三）优化电网运行参数，消除和补偿产生的谐波。
对于电网，应优化电网参数，改变运行方式，优化无功补偿的安装地点、方式和容量，消除电网谐振或减小电网对谐波的放大作用。如：在变电站10kVTV、35kVTV的一次侧中性点加装非线性电阻及消谐装置；在10kV母线加装消谐装置；改变10kV并联补偿电容器的参数等方法来补偿产生的谐波。
（四）合理进行电气设计，减少谐波污染。
针对谐波的产生和传播的特点，采取相应的隔离、补偿和减小措施。在配电网中，主要存在的是三次谐波污染，可以在谐波检测的基础上，通过适当加装滤波设备来减小谐波注入电网。对于各种电气设备的设计者，在设计初始，就要考虑其设备的谐波污染度，将谐波限制在标准允许的范围内。
（五）加强管理，多方出资，共同治理。
加强用电管理，堵住各种谐波的源头，严格审批，对用户有谐波源及可能产生危害的谐波源必须要求其治理，供电相关部门验收合格后才可以申请入网。谐波的治理，需要大量的投资，不能仅仅靠供电部门，要调动电力供需环节中的各个方面，在分清谐波来源基础上，走共同治理之路。
（六）安装有源的谐波调节器。
在工作时注入一个电流来精确地补偿由负荷产生的谐波电流，就会获得一个纯的正弦波。这种滤波设备的工作，靠数字信号处理(DSP)技术，控制快速绝缘栅双极晶体管(IGBT)。因为设备是与供电系统并联工作，它只控制谐波电流，基波电流并不流过滤波器，目前有源滤波器日益推广应用。
五、结论
谐波治理是综合治理过程，是改善供电品质的重要手段。GB/T14549-1993《电能质量—公用电网谐波》对电网各级电压谐波水平进行了量化限制，对用户注入公用电网的谐波电流也进行了相应的规定，在主网、配网中，谐波治理有明确的规定和要求，而日益发展的农村电网对有关谐波的治理并未引起足够的重视，认识还有待提高。在对谐波准确测量的基础上，提出适合用户的治理方案。这样做，不仅能够改善整个电网的电力品质，同时也能延长用户设备使用寿命，提高产品质量，降低电磁污染环境，减少能耗，提高电能利用率。
参考文献：
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文章标题：电网谐波的分析与治理
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