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浅谈谐波对电网的危害及防治措施【摘要】各种电力电子装置也如雨后春笋般发展起来。然而，这也造成了公用电网的谐波污染日趋严重，因谐波污染造成的各种事故也不断发生，笔者从谐波的性质和测量、来源、危害及防治措施几个方面进行逐一分析，为寻求更好的防治措施提供参考。【关键词】 谐波 电网 危害 防治措施1.前言近些年来，随着我国的不断发展与进步，大众生活水平的日益提升，用电已成为人们生活中不可或缺的一部分。电网中的谐波危害随之而来，这不仅影响了供电的安全可靠，也影响了用户的生产生活，谐波危害的严重性渐渐引起了社会个方面的高度的关注1。世界各国都对谐波问题予以充分和关注。国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。2.谐波基本性质和测量方法谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。测量谐波是监控谐波对电力系统产生影响的重要一环，通过测量谐波：检验谐波对有关设备的影响，找到谐波故障的原因；验证实际网络谐波源用户的谐波水平是否符合标准的规定; 跟踪检测各种电力设备投入运行前后，系统的谐波水平及其变化等。原则上作为谐波的监测点的是谐波源用户接入电网的公共连接点，然后测量该点的谐波电压和谐波源用户注入公用电网的谐波电流，对电压和电流进行分析，得到谐波的测量数据。3.配网中谐波的来源电力网络中发电、输电、配电、用电等都是产生谐波的来源。对配网中谐波的来源有一个准确且详细的把握，对研究谐波的防治具有重要作用。三相变压器的铁芯中相比边相短，造成了三个磁路不对称，铁心不一致，引起变压器的励磁电流含有谐波分量。在实际电网运行中，谐波分量是非常小的，但因为变压器的绕组接法以及各绕组和电网各相的连接统一规定，最终电网中每台变压器的励磁电流的同次谐波累积在一起，成为谐波的重要来源。 一些常见的生活、生产用电，例如电机、电脑等采用开关电源或其他电力电子技术的装置，表面来看，其产生的谐波极小，但由于其数量的庞大，其影响也不容小觑。 4.危害 公用电网电压应该是一个单一的，固定的频率和电压幅值。公用电网的谐波电流和谐波电压的出现是一种的污染，这种污染使的电气设备的所在环境劣化，妨碍周围的其他设备。笔者总了谐波对公用电网的危害，有以下几项：4.1导致线路短路电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误差，达不到正确指示及计量(计量仪表的误差主要反映在电能表上)。断路器开断谐波含量较高的电流时，断路器的遮断能力将大大降低，造成电弧重燃，发生短路，甚至断路器爆炸。4.2降低设备的工作效率在电网中的电气设备产生的附加的损耗（谐波功率），降低了设备的效率，谐波会影响设备的正常运行，如电容器、电缆和其他设备过热，变压器局部严重过热，引起电机机械振动，绝缘部分老化、变质，严重时候甚至损坏设备。谐波电压和谐波电流不进行治理是无法自然消除的，因此大量谐波电压电流在电网中积累叠加，增加了线路的损耗，电力设备过热，从而增加了电力运行的成本，增加了电费的支出。4.3引发供电事故的发生电网中含有大量的谐波源（变频或整流设备）以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷，这些电气设备处于经常的变动之中，极易构成串联或并联的谐振条件。当电网参数配合不利时，在一定的频率下，形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电力系统的安全运行，如不加以治理极易引发输配电事故的发生。4.4电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动继电保护自动装置用于确保电网的安全运行具有非常重要的作用。然而，由于存在大量的谐波，这是容易使电网保护和自动装置产生各种错误，或拒动特别是在广泛使用微处理器为基础的保护装置中更为明显，导致区域电网产生大面积停电等崩溃现象。导致继电保护和自动装置误动或拒动，造成不必要的损失，谐波会使电气测量仪表测量不准确，造成计量误差。 4.5影响通信系统的正常运作 谐波会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致住处丢失，使通信系统无法正常运作。5.有效手段既然谐波存在多方面的危害，采取必要的有效手段，避免或被补偿已产生的谐波，就显得尤为重要。可归纳以下治理措施：5.1增强分析，正确测量主管部门加强对电网产生谐波的原因做可靠分析，正确测量，为谐波的防治做好充分的材料准备。在谐波产生频率较高的地方，可定点定时观察，收集相关数据。做好宣传工作，使电力用户对减少控制谐波的产生具有基本的知识储备。5.2加大科技投入在选择装置和负载时，尽量不选择有谐波的装置或负载，如采用矩阵变频器、整流装置，都可以大大减少或消除谐波。 5.3综合运用各种方式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，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。其中可采用无源滤波器来抑制谐波。无源滤波器又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，主要是由电感器、电容器构成，可对主要次谐波（3、5、7）构成低阻抗旁路。无源滤波装置的具有成本较低，方便，实用的特点，因此获得了普遍的应用。 另外，对于电动机控制器产生的谐波，谐波的形状很分明，可以采用装用谐波滤波器来降低谐波电流。均衡的三次谐波电流传回到电源去的问题可以用一台Dyn接法的隔离变压器来削弱。隔离变压器要适当提高额定值，否则也会产生电压畸变和过热。 6.结语电网运行的安全可靠，与人身安全、生产施工安全有着密不可分的关系。谐波的存在必然会对电网产生影响，一旦发生事故将造成经济甚至精神的损失。随着社会对供电安全、供电质量的要求不断升高，相关部门人员对谐波的防治也日益严格和规范起来。因此，我们需要在电网系统的管理与运作的时候，加强监控，操作规范，并选择合适的装置来尽量减少甚至避免谐波的不良影响