谐波治理范文
时间：2023-04-02 04:44:54
导语：如何才能写好一篇谐波治理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
【关键词】电网 谐波 管理 措施
1 谐波的概念
非线性负载是谐波产生的根本因素，电流经过负载时，和所加的电压没有呈线性关系，形成了非正弦电流，谐波由此产生[1]。谐波属于正弦波，各个谐波的频率、幅度和相角均不相同。谐波有偶次性与奇次性之分，编号为3、5、7的是奇次谐波，编号为2、4、6、8的是偶次谐波。通常情况下，偶次谐波所引起的危害远不如奇次谐波的多与大。在平衡三相系统中，因为对称关系，偶次谐波基本被消除完，仅剩奇次谐波。
2 谐波产生带来的的危害
理想中的电压，其频率是单一且固定的，电压幅值是规定的。但在实际的电压中，若一用户设备产生谐波电流，就会对电网造成污染。这种污染不仅会恶化本身设备所处的环境，还会给附近用户及公共电网设备也带来较大的危害，具体主要有以下几方面的危害。
2.1 降低电网设备的效率
谐波会让电网中的元件产生额外的谐波损耗，进而使发电、输电、用电设备的效率都大大降低，如电流谐波会使电动机的铜耗大大增加，当有较多的3次谐波流经中性线时，线理路会因为太热而导致火灾发生。
2.2 减少设备的使用寿命
谐波会对电气设备的正常运行造成一定程度的影响，如谐波会使电机产生额外的损耗，使电机产生噪声、机械振动等不良现象，此外，还会容易引起电缆、电容器等设备过热，进而使设备出现老化、寿命缩短等缺陷，甚至使设备损坏。
2.3 增加事故发生的可能性
谐波极易引起公用电网产生并联谐振与串联谐振，进而使谐波放大，最终使电网设备的效率与使用寿命都大大降1谐波的概念
非线性负载是谐波产生的根本因素，电流经过负载时，和所加的电压没有呈线性关系，形成了非正弦电流，谐波由此产生。谐波属于正弦波，各个谐波的频率、幅度和相角均不相同。谐波有偶次性与奇次性之分，编号为3、5、7的是奇次谐波，编号为2、4、6、8的是偶次谐波。通常情况下，偶次谐波所引起的危害远不如奇次谐波的多与大。在平衡三相系统中，因为对称关系，偶次谐波基本被消除完，仅剩奇次谐波。
3 谐波产生带来的的危害
理想中的电压，其频率是单一且固定的，电压幅值是规定的。但在实际的电压中，若一用户设备产生谐波电流，就会对电网造成污染。这种污染不仅会恶化本身设备所处的环境，还会给附近用户及公共电网设备也带来较大的危害，具体主要有以下几方面的危害。
3.1 降低电网设备的效率
谐波会让电网中的元件产生额外的谐波损耗，进而使发电、输电、用电设备的效率都大大降低，如电流谐波会使电动机的铜耗大大增加，当有较多的3次谐波流经中性线时，线理路会因为太热而导致火灾发生。
3.2 减少设备的使用寿命
谐波会对电气设备的正常运行造成一定程度的影响，如谐波会使电机产生额外的损耗，使电机产生噪声、机械振动等不良现象，此外，还会容易引起电缆、电容器等设备过热，进而使设备出现老化、寿命缩短等缺陷，甚至使设备损坏。
3.3 增加事故发生的可能性
谐波极易引起公用电网产生并联谐振与串联谐振，进而使谐波放大，最终使电网设备的效率与使用寿命都大大降低，甚至发生安全事故。
3.4 影响设备的正常使用
谐波会对计算机系统的正常工作造成干扰，进而使电子线路设备的工作状态极不稳定，严重者甚至会导致设备不能正常运行，最终无法正常使用。
3.5 影响测量仪表的准确性
谐波会引发继电、自动装置误动作，甚至会影响电气测量仪表的准确性。
此外，由于电力系统中普遍存在谐波电流，因此谐波电流所引发的电气设备故障、受电设备故障不断增多，这些潜在危害极易引发事故，造成不必要的经济损失，据相关资料显示，谐波是当前影响电网正常运行的重要因素，相关部门或单位应引起重视，加强谐波的治理与管理，维护电网的正常运行。
4 谐波当前的治理情况分析
4.1 客户未能充分认识谐波污染问题
根据我国在1993年颁布的《电能质量公用电网谐波》，接入公共连接点的谐波电流允许值用户，须进行电力谐波滤波器的安装，以便对注入公用电网的谐波起到限制作用，此外，相关文件也规定：电网公共连接点的电压正弦波畸变率与用户的注入电网谐波电流均不得大于国家标准的规定，当用户的非线性阻抗特性用电设备接入电网所产生的谐波电流与引起公共连接点电压正弦波畸变超出有关标准时，用户一定要采取相应措施治理，如若不然，供电企业有权利停止对用户的供电。然而在现实中，许多用户未能对此形成正确的认识，使谐波治理工作被如认为是供电部门单方面的工作，结果导致许多用户端的谐波问题都得不到有效控制，如供电部门要求对客户端数据进行监测时，客户往往不予以支持和配合。
4.2 技术条件较差
谐波治理工作的专业性较强，必须有足够的技术条件才能对其进行有效的监测、分析与治理。但在实际的工作中，在供电部门，特别是许多基层供电单位，专业人才非常缺乏，结果严重影响了治理工作的顺利进行。
4.3 管理机制不完善
虽然我国对谐波治理有规定的治理依据―谁污染、谁治理，但在实际的工作中，由于管理机制的不完善，供电部门并不能对所有用户实施谐波管理，而是仅能对那些有意愿的用户采取治理措施，结果使得用户端的谐波管理非常被动。与此同时，因为谐波治理需要大笔的资金投入，这在一定程度上使谐波治理陷入了一个困境，所以在当前的谐波治理工作中，尽管许多电网用户存在谐波源，但得到真正治理的用户却非常少。
5 做好谐波治理工作的措施
谐波治理工作的系统性较强，需要供电部门、设备制造商、用户的多方合作才可完成。为了有效完成谐波治理工作，可以采取以下措施来完成。
5.1 管理方面的措施
5.1.1 对谐波管理工作进行常态化管理
为了有效完成谐波的管理工作，供电部门应该对谐波管理工作进行常态化管理，如可制定《客户端谐波管理办法》，以文件形式确定谐波管理的方式、标准与目标等内容，为谐波管理提供制度保障。
5.1.2 制定相应的设备准入制度
随着市场经济的快速发展，生产电气设备的厂家不断增多，随之而来的问题是：生产的设备质量问题也层出不从。针对这种现象，必须有相应的设备准入制度，以保证电气设备的质量。
5.1.3 与客户形成良好的合作关系
在谐波治理的过程中，用户是进行治理工作的基础，是治理工作得以顺利进行的重要条件。因此，必须加大力度向用户宣传谐波的危害，取得更多用户的支持与配合。宣传的方式有很多，如举办讲座、走访用户等。通过宣传，让用户对电力系统及电能质量问题有更深刻的认识，从而有利于与客户形成良好的合作关系。
5.1.4注重对谐波治理队伍的建设
谐波的产生极具复杂多样性，且谐波还具有较强的专业性与技术性，所以，必须注重对谐波治理队伍的建设，成立一支专业的谐波治理队伍，对客户端谐波进行监测、分析、治理。若是没有成立专业的治理队伍，也可通过和社会上技术力量较强的专业机构合作，来完成对谐波的治理。
5.2 技术方面的措施
5.2.1对整流设备的换流装置进行改造
在对整流设备的换流装置进行改造时，可通过多种形式进行，如选择特色的接线方式、增加换流器的相数等，以达到消除低次谐波的目的。
5.2.2注重对电容器的技术管理
电容器有一个特性，即频率与电容性电抗呈负相关的关系，因此，电容器对供电电压所产生的谐波分量非常敏感。若是电容器组或者电力系统连接的电抗自然频率与某个特定的谐波非常接近，此时便会发生局部谐振，由于电流的不断增高，所以极易引起电容器过热，具体可选择以下设备处理：混合滤波器、有源电力滤波器及谐波抑制电抗器等。
5.2.3采用SVC装置
SVC装置是动态无功补偿装置的简称。电弧炉、卷场机、中频炼钢炉等电气设备，其用电负荷稳定性较差，变动频率却相对较高，这些设备的共同点是：不但极易形成高强度的高次谐波，且很容易导致电业电压发生波动与闪变，严重者会导致三相系统出现不平衡的现象，最终对电网的供电质量造成严重的影响。将SVC装置和谐波源并联，既能很好地减少谐波量，又能有效抑制电压的波动与闪变，还有效增加了系统阻尼，系统功率因数也得到了大大的提高，电网质量的功能得到了较好的保障。
5.2.4正确选择电气设备
交流滤波器装置可以很好地吸收谐波源产生的谐波电流，并有效降低其电压，堪称抑制谐波污染的有效措施。交流滤波器通常是由电抗器、电容器与电阻器等电力设备，依据一定的技术标准组合成的，具有结构简单、操作方便、维护简易等优点，因而得到了广泛的应用。
6 小结
综上所述，由于电器的广泛使用，谐波污染问题日益严重，对设备本身、周围用户及其电网的运行带来了严重的危害。在对谐波概念、危害进行了相关研究后，本文提出了一些治理谐波的措施，以期为谐波的治理与管理提供参考。
参考文献
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[3]蒋文峰.浅谈县级供电企业的谐波治理与管理[J].农村电工，2010（06）：26-27.
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[5] 樊汇军.浅谈配电网谐波治理[J].科技风，2010（07）：270.
篇2
关键词： 谐波；谐波电流；谐波保护器
中图分类号：TU852 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）05-0051-02
0引言
城市污水厂和给水厂的用电设备中，常常遇到变频机组，且单机容量较大，这类非线性负载会产生大量谐波电流，并进入配电系统，对系统内各种用电设备包括变压器、电动机、电容器、电缆等均会造成不同程度的危害，因此消除或抑制谐波危害就显得十分必要。
1谐波的概念、产生及危害
1.1 谐波谐波是频率为50Hz整倍数的正弦波电压或电流谐波频率的正弦波电压或电流称为谐波电压或谐波电流。
当基波和谐波叠加时，形成形状怪异的波形，这称为波形畸变。例如，图1是基波与5次、7次谐波叠加的结果，这是工业场合常见的电流波形。在实际工程中，大多数谐波为奇次谐波，也就是3、5、7、11、13…。
正常的交流电压或者电流是正弦波，当电压波形或电流波形发生畸变时，就说明其中包含了谐波成分。
1.2 谐波的国家标准①根据《GB50052-2009供配电系统设计规范》在第5条“电压选择和电能质量”中专门针对电能质量和谐波保护提出了要求。②本标准要求采用电能质量治理，例如：谐波保护器、有源滤波器等等。③《JGJ16-2008民用电气设计规范》也对精密生产企业的谐波要求提出了明确的要求。④《GB/T14549电能质量公用电网谐波》对谐波的限值标准：治理后注入电网公共连接点的谐波电流分量（方均根值）不应超过表1中规定的允许值。（在保留现有电容柜的情况下）
1.3 谐波电流的产生产生谐波电流的负载称为非线性负载，与之对应，不产生谐波电流的负载称为线性负载。
变频电机工作时，之所以产生谐波电流，是因为变频电机输入端的整流电路的阻抗不是一个定值，其阻抗随着外加电压的变化发生变化，这就导致整流器从电网吸取的电流不是正弦波电流。
理想的电阻、电感和电容都是线性负载。但是实际的电感可能是非线性负载，如带有铁芯的电感，其电感量随着外加电压而变化。
非线性负载的阻抗随着施加在其上的电压变化，这时流过它的电流与施加在它上面的电压不是线性关系，故称其为非线性负载。
带平滑电容的整流器是最常见的非线性负载，它产生的谐波电流与电路结构有关。整流器从电网吸取脉冲电流，每个交流电周期整流出的脉冲数称为这个整流器的脉数。
整流器所产生的谐波的种类与整流器脉数有关，具体关系如下：
M=P*n±1。式中：M=整流器产生的谐波次数；P=整流器的脉数；n取自然数。
变频电机的谐波电流是由变频电机非线性负载输入电路导致的。不同脉数的整流器产生的谐波不同，3相6脉的整流器产生的谐波电流以5次、7次、11次、13次为主。
1.4 谐波电流的危害变频电机产生的谐波电流危害如表2所示。谐波电流导致的故障现象分为两大类，第一，导致电缆或变压器过热；第二，导致电网上的其他设备出现误动作或性能降低。
2谐波的治理方法
按照谐波产生及危害的领域：可分为电力侧谐波与用户侧谐波。
①电力侧谐波领域主要研究由于电力传输、配电、变压器等谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其谐波次数范围一般为2≤n≤40。
②用户侧谐波领域主要研究由于工业、商业用户的变频器、计算机、开关电源等产生的谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其谐波次数范围一般为40≤n。电力侧谐波与用户侧谐波的区别如表3。
市政工程的谐波特点：①存在数量较少但单机容量较大的谐波源。②UPS下端的设备分布较为集中。
2.1 电力侧谐波治理―有源谐波保护器有源谐波保护器，针对电力测谐波，可以快速准确地实时跟踪检测出谐波，并通过准确的算法，控制IGBT实现对谐波的实时补偿。
2.1.1 有源谐波保护器工作原理如图1，在断路器合闸后，首先通过预充电电阻对DC母线的电容器充电，这个过程会持续几秒钟，是防止上电后对DC母线电容器的瞬间冲击。母线电压Vdc达到额定值后，预充电接触器闭合。直接电容作为储能元件，为通过IGBT逆变器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。同时，直流电容器通过电源PCB向内部的控制PCB和电子电路提供工作电源。通过外部CT采集电流信号送至控制PCB的谐波分离模块，该模块将基波成分分离，将谐波成分送至调节和检测模块。该模块会将采集到的系统谐波成分和有源谐波保护器已发出的补偿电流比较，得到差值作为实时补偿信号输出到驱动电路，触发IGBT逆变器将补偿谐波电流注入到电网中，实现滤除谐波的功能。
2.1.2 有源谐波保护器的特点①采用先进的DSP+ASIC数字逻辑方式消除电力侧谐波。②实时检测电网中由非线性负载产生的电流波形。分离出谐波部分，将其反相，再通过IGBT逆变器的触发将反相电流注入到电网中，实现滤除谐波的功能。③可以提供超前或滞后的无功电流，用于改善电网的功率因数和实现动态无功补偿。④可同时滤除2次到61次的谐波电流。⑤用户可自行选择谐波补偿次数，可以只滤波，或同时滤波和补偿无功。⑥100μs内响应负荷变化，全部响应时间为10ms（1/2周波）。⑦采用速度高达20KHz的IGBT,可实时消除谐波。⑧通信功能，RS485+以太网通信TCP/IP。⑨过电流限制：采用可靠的限流控制环节，当系统中的谐波电流大于谐波保护器的治理能力时，滤波器能在自己的额定容量范围内最大限度的对谐波进行补偿，维持正常工作，不会出现过载烧毁等故障。⑩三相四线制中中性线滤波能力为相滤波能力的3倍。{11}具有缓冲启动控制回路，能够避免自启动瞬间过大的投入电流，并限制该电流在额定范围之内。
2.2 用户侧谐波治理―无源谐波保护器无源谐波保护器正是针对用户侧高次谐波（2kHz-10MHz）的污染，为用电设备提供谐波保护，改善越来越恶劣的电能质量的设备。
2.2.1 无源谐波保护器工作原理无源谐波保护器采用了超微晶合金材料与特别电路，瞬时滤除电源中的尖峰、杂波，修正了因谐波影响而产生畸变的电源波形；对噪声进行吸收，修正电源波形，使电源波形变得光滑清洁，既提高了电网质量，又保证了仪器设备的正常运行。
无源谐波保护器并联在电路中，本身不耗电，它采用了超微晶合金材料与特别电路，能自动消除对用电设备具有破坏性的高次谐波，高频噪声等，防止计算机、电子设备、PLC等死机，确保用电设备的使用寿命。
2.2.2 无源谐波保护器的特点①应用频段宽。能吸收各种频率各种能量的谐波干扰。自动消除对用电设备产生的随机高次谐波和高频噪声等干扰。②高可靠性。并联在电路中，导轨安装，将谐波消除在发生源。随时跟踪电源波形，矫正因谐波影响而产生畸变的电源波形。③保障设备运行。本身不耗电，而且采用谐波保护减少了仪器设备的故障率和机器误操作，全面克服了由于谐波污染导致用电装置电能利用效率降低，故障率高的问题，保障了设备的安全运行。④经久耐用，安全可靠。采用超微晶合金材料，采用航空铝材和工程塑料一体的外壳，接线端子进行了专门的耐高温处理，从而最大限度的保证其安全性和可靠性。
3谐波的治理效果
某项目根据现场测得数据，加装有源谐波保护器后通过对系统计算机仿真实验，可得到如图2结果。
由图可明显看出，系统电流波形在经有源滤波器投入后变成光滑的正弦曲线，谐波治理效果明显。
4总结
加装有源滤波器后：①明显滤除电力系统中谐波分量，使波形变得光滑完整，从而有效的保护了用电设备，延长其使用寿命；②提高电动机的使用效率，达到额定工作功率；③降低电容器被烧毁的风险，减少经济开支；④消除了计算机频闪、死机现象，并保障了数据的传输。
参考文献：
[1]奥地利，乔治・J・瓦基勒.中译本.电力系统谐波－基本原理、分析方法和滤波器设计.
[2]（美）德拉罗萨De ia Rosa，译者：赵琰，孙秋野.电力系统与谐波.
[3]罗安编著.电网谐波治理和无功补偿技术及装备.
篇3
关键词：谐波、电子仪表、变频器
Abstract: referring to the current harmonic contained in frequency for base wave integer times power, generally refers to a nonsinusiodal periodic power to Fourier decomposition, the rest is greater than base wave frequency current to produce power. Harmonic can affect the electrical testing instrument measurement accuracy and instrumentation system have interference.
Keywords: harmonic, electronic instrument, frequency converter
中图分类号：TN773 文献标识码：A 文章编号：
1前言
根据我院设计的某污水处理厂的业主反馈意见，在该污水厂试运营期间，污水厂中央控室内的控制系统显示的分析仪表与过程仪表（电子仪表）的数据波动很大，出现实测数据与理论数据相差较大等问题；就这些问题，业主组织设计院汇同设备供货商、设备安装单位等相关人员等到现场实地考察，共同探讨解决方案。
本人代表设计院出席会议，并到达污水处理厂实地考察，力求找出上述问题的根源及解决方案。在实际考察过程中，本人发现该工程的安装质量比较差，没有按相关的施工规范要求施工，如电缆沟里的动力电缆与弱电电缆（包括控制电缆、通讯电缆、光纤等）混合一起放置；电气设备安装也存在着偷工减料的现象，如当我们一走进低压配电房，就听到“嗡嗡嗡”很刺耳的噪声，这应该是变频器没有安装出线电抗器所引起的；经过一系列的考察，本人初步认定，电子仪表的数据混乱是由于谐波引起的。
2什么是谐波
从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。即：根据傅立叶级数的原理，周期函数都可以展开为常数与一组具有共同周期的正弦函数和余弦函数之和。 其展开式中，常数表达的部分称之为直流分量，最小正周期等于原函数的周期的部分称之为基波或一次谐波，最小正周期的若干倍等于原函数的周期的部分称之为高次谐波。因此高次谐波的频率必然也等于基波的频率的若干倍，基波频率3倍的波称之为三次谐波，基波频率5倍的波称之为五次谐波，以此类推，谐波示意图如下图所示。
谐波示意图
而从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。产生的原因：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。
对于本污水厂，主要非线性负载就是变频器。
3谐波的产生
在电力系统中，谐波的产生主要来自于3个方面：
3.1发电源质量不高产生谐波：
发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。
3.2输配电系统产生谐波：
输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。
3.3用电设备产生的谐波：
晶闸管整流设备。晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。
在污水处理厂设备中，主要的晶闸管整流设备就是变频装置。变频装置常用于风机与水泵等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波也越来越多。
除了变频装置，气体放电类电光源也是谐波源之一。荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。分析与测量这类电光源的伏安特性，可知其非线性十分严重，有的还含有负的伏安特性，它们会给电网造成奇次谐波电流。
4谐波的影响
4.1对供配电线路的影响主要有：
4.1.1导致继电设备的误动作或拒动。
4.1.2加在中性线电统，降低电网电压
4.2谐波对电力设备的影响主要有：
4.2.1在电压发生畸变的配电网络中，电容器有可能产生谐波谐振和谐波放大；加速电容器的老化；导致电容器鼓肚、击穿或爆炸等现象的发生。
4.2.2变压器的铜耗、铁耗及其它的杂散损耗增加，降低变压器的使用寿命。
4.3谐波对用电设备的影响主要有：
4.3.1降低电动机的效率，增加附加损耗，严重时发生过热及振动等现象。
4.3.2影响电力检测仪器的测量准确性。
4.3.3对于低压开关设备来，可以产生开关设备的误动作。
4.3.4对弱电系统的干扰。
电力电子设备对供电电压的谐波畸变很敏感，这种设备常常须靠电压波形的过零点或其它电压波形取得同步运行。电压谐波畸变可导致电压过零点漂移或改变一个相间电压高于另一个相间电压的位置点。这两点对于不同类型的电力电子电路控制是至关重要的。控制系统对这两点(电压过零点与电压位置点)的判断错误可导致控制系统失控。而电力与通讯线路之间的感性或容性耦合亦可能造成对通讯设备的干扰。
计算机和一些其它电子设备，如可编过程控制器(PLC)，各种分析仪表等，通常要求总谐波电压畸变率(THD)小于5%，且个别谐波电压畸变率低于3%，较高的畸变量可导致控制设备误动作，进而造成生产或运行中断，导致较大的生产责任事故。
5谐波的治理措施
综上所述，在本污水处理厂中造成电子仪表数据混乱的根源就是谐波，通过分析可知，在污水处理厂内虽然有使用气体放电类电光源的灯（如道路照明用的高压钠灯等），但使用量不大，所以产生谐波的主要源头集中在变频器中，在污水厂，提升泵，氧化沟，鼓风机，回流污泥泵均要求是变频控制，而这几种设备功率占到污水厂使用设备总功率的二分之一左右，所以治理好变频器的谐波影响就是这一次任务的根源所在。
谐波的治理措施，主要原理是抑制供电系统干扰和辐射干扰，可采取滤波、屏蔽、隔离、接地等技术手段，针对本污水的情况，本人提出以下几点措施：
5.1对电子仪表做好抗干扰的措施。
复核各电子仪表的通讯电缆是否采用带屏蔽的控制电缆，如果是普通的控制电缆，须更换。（本院设计时要求采用带屏蔽的控制电缆，屏蔽电缆是防止通讯信号受到谐波干扰的常用手段。）
5.2低压电源无功补偿电容柜中增加无源谐波滤波器。
无源滤波器采用LC回路，是传统的无源谐波抑制装置，它是滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，并联于系统中，除了具有滤波作用之外，还有无功补偿的作用。LC回路的设定，只能针对于某一次谐波，即针对于某一个频率为低阻抗，使得该频率流经为其设定的LC回路，达到消除（滤除）某一频率的谐波的目的，此滤波器具有装置简单，成本低等优点。
5.3变电所内，所有的变频器均要求根据容量增加相关的进线电抗器与出线电抗器。进线电抗器又称电源协调电抗器，它既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染，特别是当电源容量很大时，更要防止各种过电压引起的电流冲击，因为它们对变频器内整流二极管和滤波电容器都是有害的。因此接入进线电抗器，对改善变频器的运行状况是有好处的。输出电抗器是接在变频器输出端与负载（电机）之间，能起到抑制变频器噪声的作用。
5.4要求对电缆的敷设进行整改，按照施工规范，电力电缆是不能与弱电电缆（包括控制电缆，通讯电缆等）混合放置，在电缆沟内，须分层放置；在金属桥架里敷设，需在桥架内增加金属隔板，电力电缆与弱电电缆分开放置，并按规范做好接地措施。
5.5变频器使用专用接地线，且用粗短线接地，邻近其他电器设备的地线必须与变频器配线分开使用短线，这样能有效地抑制电流谐波对邻近设备的辐射干扰。
5.6如果上述措施效果不明显，可以考虑把变频器与电动机之间的电缆改为穿钢管敷设或直接换成铠装电缆，防止辐射干扰其他设备。
6结语
污水处理厂的业主根据上述的措施，要求相关单位进行整改，取得了良好的效果，电子仪表数据混乱的问题得而解决。
通过上述案例，可以清楚地了解到谐波产生的原因，治理原理主要是抑制供电系统干扰和辐射干扰，具体治理措施是采取滤波、屏蔽、隔离、接地等技术手段，将变频器产生的谐波控制在最小范围内，从而不影响到厂区内其它电子设备的正常工作，使得整个污水厂的运营和谐有序，节能环保，科学高效。
参考文献
1、《电力系统与谐波》 （美）德拉罗萨 著，赵琰，孙秋野 译，机械工业出版社，2009。
2、《谐波治理与无功补偿技术问答》 张选正 等著，化学工业出版社，2009
篇4
【关键词】电网系统；谐波；抑制和治理
一、谐波的产生
理想的输电和配电系统是运行在固定频率的正弦波电压和电流波形下，然而有大量的非线性负荷如晶闸管、变频器等，当这些非线性负荷接入电网会产生大量的谐波电流，引起电压和电流波形畸变，他们将导致电网中的供电品质下降。三相非线性设备所产生的谐波阶次主要为5次、7次、11次、13次……等，所产生的主要谐波电流以5次、7次、11次为最多。
二、谐波的影响
谐波电流由非线性负荷产生后注入电网，将会在电网等效系统阻抗上产生畸变的谐波电压，危害如下：1、增加导线或线圈的电力损耗及温升，加速绝缘劣化；2、影响同馈线所有电气设备的供电品质；3、造成电机抖动，进而影响生产产品的质量；4、造成参考位准偏移，使控制设备误动作；5、干扰讯号传输，使传输数据不准确；6、导致电容器因谐振过电压而经常损坏；8、无法提高功率因数
三、利用调谐电抗电容器组可以吸收和抑制谐波
1、补偿回路串接调谐电抗器的原因
在无功补偿系统中，由于电网系统以感抗为主，电容器回路以容抗为主。在工频条件下，并联电容器的容抗比系统的感抗大的多，补偿电容器对电网发出无功功率，对电网系统进行无功补偿，提高系统功率因数。但在有谐波背景的系统中，大量的非线性负荷会产生大量的谐波电流注入电网，引起电压及电流的波形畸变。对谐波频率而言，电网系统感抗大大增加而补偿系统容抗大大减小，其调谐频率可能与电网中存在的谐波频率接近，如果电网中存在该特定频率的谐波电流源，则该频率的谐波电流可以被放大到正常的许多倍。导致电压畸变率和电流畸变更为严重。
2、谐波对补偿电容器有以下三个方面的影响：
（1）造成电容器过电流
电容器额定电流（I1）及流入电容器的谐波电流（Ih），电容器运行时满载电流I1=100%，加上外来谐波电流时，若运行电流大于1.3倍额定电流时，电容器将迅速故障。
（2）与系统产生并联谐振
输电及配电系统设计运行在频率恒定的正弦波电压和电流下，当大量的非线性负荷挂网运行时，将在电网产生严重的电压畸变和电流畸变。此时的谐波源相当于一个很大的电流源，其产生的谐波电流加在系统感抗和电容器的容抗之间，形成并联回路。当电网系统感抗等于电容器容抗时，将形成并联谐振。此时并联回路总阻抗等于无穷大，谐波电流流经阻抗无限大的回路时，将产生无限大的谐波电压，无限大的谐波电压将于电网与电容器间产生大电流，造成电容器迅速故障。
（3）与系统产生串联谐振
如果在上一级电网系统存在严重谐波源，电压产生的谐波畸变相当严重时。此时谐波源相当于一个很大的电压源，背景谐波电压将在变压器的短路电感和电容器的容抗形成串联回路。当串联回路总阻抗等于零时，将形成串联谐振。此时谐波电压将在串联回路上形成强大的电流直接流经补偿电容器组，使电容器因过电流而迅速故障，同时增大谐波对电网的影响。
由以上分析可见，如在补偿系统中单独使用电容器进行补偿，系统谐波或背景谐波将对补偿电容器造成很大影响，如果满足并联谐振或串联谐振条件，并联电容器组事实上已经变成了滤波器，谐波电流将几乎全部流入电容器组中使其过负荷。这就是我们公司原来采用常规的电容补偿，电容器经常损坏的原因。
3、因此，在有谐波背景的系统中时，不可能采用常规的电容器组来进行无功功率补偿，必须采用串联调谐电抗器的补偿方案，即电力电容器必须与电抗器串联，这样可以补偿基波无功功率又不放大谐波。电容器与电抗器串联称为调谐电抗电容器组又称调谐滤波器。调谐滤波器的每一段由一台电容器和一台电抗器串联而成，电容器的电感根据所需要的补偿功率选择，电抗器电感的选择要是电抗器电容器形成串联谐振电路的谐振频率，调谐低于电网相间存在的最低次谐波频率，通常是5次（250Hz）。低于调谐滤波器的调谐频率，例如基波频率（50Hz），调谐滤波器是电容性，即产生无功功率；高于调谐频率，调谐滤波器是电感性，不会放大典型的5次、7次和11次谐波。调谐滤波器还可以吸收电网中低次谐波的一部分。每一段调谐滤波器由自动功率因数控制器根据无功功率的需要进行投切控制。
调谐滤波器可以吸收大部分谐波电流，提高功率因数，减少视在电流，降低变压器、导线损耗及温度，增加变压器使用裕度；减少谐波电流引起的损耗，降低电压畸变率，改善电能质量，降低谐波电压对设备的干扰，提高电力设备的寿命。
四、补偿电容器组串联电抗器电抗率的选择
带调谐电抗器的电容器组设计时应为：在基波频率下显容性，即电容器起主导，这样可以进行功率因数补偿；在谐波频率下显感性，调谐电抗器起主导，不存在谐波放大。带调谐电抗器的电容器组可以起到谐波滤波器的作用，从电网中吸收部分谐波含量（15%-50%）。其电抗率的选择可以根据系统背景谐波含量进行选择。这样调谐电抗器和电容器回路的谐振点计算可以避开系统的特定谐波频率，使补偿电容器组在该次谐波频率及以上不会产生谐振。
1、如系统背景谐波以第五次谐波为主，应串6%电抗器，谐振点为204HZ（可避免大于第五次谐波250HZ的谐振）
2、如背景谐波以第四次谐波为主，应串7%电抗器，谐振点为189HZ（可避免大于第四次谐波200HZ的谐振）
3、如系统背景谐波以第三次谐波为主，应串12.6%电抗器，谐振点为141HZ（可避免大于第三次谐波150HZ的谐振）
经过深入探讨，发现公司的系统谐波以五次及以上为主，因此，我们选择在电容器前串联6%调谐电抗器，可吸收15-50%的谐波，避免大于第五次谐波250HZ的谐振。同时可抑制系统的开关涌流。保证补偿装置安全、稳定、可靠地运行。
因为谐振产生的前提条件是回路中必须同时有电感和电容。在五次谐波（250HZ）频率下，电抗电容器组显感性，不会与电网发生谐振。而在基波频率下，电抗电容器组显容性，可进行无功补偿。
五、串联电抗器后电容器耐压等级的选择
在补偿电容器前串接电抗器后，因电抗器（VL）与电容器（VC）之相位相差180度，故电抗器所产生之电压降加之于电容器上，如图示.同时要考虑谐波电压的影响.因此电容器组的耐压等级应按下式考虑：
VC=VS+VL+VH
其中VS为基波电压；VL为电抗器分压；VH为谐波电流在电容器上产生的电压，根据IEC标准在低压系统中三、五、七次谐波分别应考虑基波的0.5%、5%、5%。
串联电抗器后电容器耐压限值计算：
本厂系统正常运行电压400V，串6%电抗器后，考虑电压波动（5% VS），电容器组的耐压等级计算如下：
VC=VS+VL+VH=400+400（1+6%）+400*10.5%≈480V
再考虑5%电压波动，即补偿电容器组的耐压等级为应在480V以上才是安全的。我们在此补偿系统中选择480V三相电容器，可完全满足电容器的耐压要求。
六、测试数据及分析
我公司13#变压器所带负荷主要有盘拉电机、轧机设备等，都装有变频器，系统测试有谐波电流产生。无功补偿采用电容器串联6%电抗器方案。根据测试数据分析：设备产生谐波主要是5次谐波，投入调谐滤波器后总的谐波电压畸变率从3.36%降到2.03%，谐波电流205A降到101A，吸收五次谐波电流104即50%。功率因数从0.65升到0.96。
七、结论
采用电容器和电抗器串联的方式能有效地消除和抑制电网中的谐波电流，提高功率因数，节省电费，降低电压和电流畸变率，改善电能质量。
参考文献
[1]中国电力出版社《电网谐波治理和无功补偿技术及装备 》
篇5
关键词：谐波，治理，方案，电网
利用无功功率补偿技术来挖掘现有电力资源潜力，是一种能够迅速见效开源节流的有效办法。。但随着科学技术的不断进步，一些新型电子设备的应用，在大量消耗无功功率的同时还会产生一定形式的谐波。由于谐波的产生和存在，电力电缆产生集肤效应和邻近效应造成过热，低压无功补偿装置不能正常投切情况也时有发生。所以正确设计，既能治理谐波问题又能进行无功补偿提高电能质量的方案势在必行。。
1. 谐波
1.1 谐波产生的原因：
谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致，当电流经负载时与所加的电压不呈线性关系就形成非正弦电流，从而产生谐波。
1.2 谐波源：
当无功补偿装置的电力电容器投用时，补偿装置上的电流表所显示的电流读数与投切中的电容器额定电流不成因果关系时，其主要是由于下列设备在电网中的使用造成的：
1．电弧炼钢炉2. 整流器及整流设备
3．焊机设备4. 电子控制照明装置（如调光电子荧光镇流器）
5．UPS电源系统6.风机或水泵的变频调速装置
7．高层电梯8. TV影视设备、TV影视监视设备
9．磁饱和稳压装置 10.计算机、打印机、复印机、变频冰箱等。
这些设备产生的谐波已对电网的安全、及其它电气设备的安全带来很大的危害，由于谐波原因造成的电力事故和损失是有目共赌的，供电部门和用户单位已经关注如何解决谐波问题，国家还制定了谐波管理的一些相关规定。
1.3 谐波的含量及危害：
由于谐波的产生将改变电源原由50Hz-60Hz的电压性质，按有关规定，谐波的含量大于15%为严重污染电力网，在这种情况下一般电器都无法正常工作，这就必须采取谐波治理措施；电力网谐波含量在8%-10%为中度污染，这时一般用电设备还可以工作，但对于特殊用电设备就不能正常工作了，如无功补偿装置就是此种情况，我们向电力网投切的一般电力电容器没有抗谐波功能，如果此时电力网谐波含量在8%-10%以上投入电力电容，那么电力电容将在谐波的作用下发生谐振，并在电容内部产生数倍于额定电流的谐振电流，于是就会发生无功补偿装置在运行很短的时间内电力电容器就被击穿而失去电容容量，谐波的干扰也将使无功补偿装置中的小型断路器(熔断器)、接触器、热继电器等电器保护元件过热、失灵、熔焊、误动作、接地保护装置功能失常，由于谐波源的存在而且需要无功补偿时，普通补偿装置将难以正常工作，这时就必须采取先治理后补偿的新方案。
2. 谐波治理补偿方案：
2.1 方案一：有源滤波治理补偿方案（见图一）
在产生谐波源与无功补偿装置间装设滤波装置。
（ 图一 ）
采用有源滤波治理补偿方案，首先要求分析：
1.负载设备（谐波源设备）注入电网的谐波含量，有针对性的来采取措施。
2.滤波器一般有单相滤波器和三相滤波器，对单相非线性负载产生的谐波可以采用(THF)，三相非线性负载产生的谐波采用PQFA/PQFL动态滤波器。。
此方案用于产生谐波源的设备功率较小的情况下较为理想，其依靠电力电子装置在检测到系统谐波的产生一组和系统幅值相等，相位相反的谐波向量，这样可以抵消掉系统谐波，使其成为正谐波，不仅可滤除谐波还可以无功补偿。其优点是滤除谐波较为干净。其方案在精密仪器、通讯、国防等重点设备的谐波治理补偿效果较好，但其缺点是容量小，制造成本很高，国内生产成熟有源滤波装置的厂家较少，所没有得到广泛应用。
2.2 方案二：无源滤波治理补偿方案（见图二）
（ 图二 ）
无源滤波治理补偿方案：由多个单调谐LC滤波器组成，当需要无功补偿的同时也通过补偿控制器(JKG-PX)的TMS芯片处理，指令投切某次调谐LC滤波回路中的电容器，这样既可以滤波也可以无功补偿。
此方案对产生较大谐波含量的电气设备使用较好。其通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻（调谐滤波）状态，给某次谐波电流构成一个低阻态通路，这样谐波电流在一般情况下就不会流入系统。其可根据奇次波的谐振次数，做不同回路的滤波补偿，其方案在大型冶炼、矿业以及其他含有较高谐波源的高耗能场合应用较好。但缺点是滤除谐波不够彻底而且其自身消耗电能较大（见方案二和方案三的节能对比），此方案不易用于小功率设备的滤波补偿。
2.3 方案三：创新式谐波治理补偿方案（图三）
（ 图三 ）
此方案主要由削峰扼流器和消谐器匹配使用，组成滤波电路，来达到抑制、消除谐波并进行无功补偿的方式。其特有的技术原理，不需要调谐振频率，对每次谐波进行抑制、滤除，并进行无功补偿。
此方案对中、轻度谐波污染进行治理补偿效果非常好。其优点是滤波效果好、安装空间小，并且非常节能。应用场合如市政工程（主要谐波源为变频器），纺织行业（主要谐波源为变频器），化工行业（主要谐波源为变频器），商场（主要谐波源为整流器），机械冶金制造企业等（主要谐波源为氩弧焊机及中高频电炉）。但缺点是不宜在大型冶炼行业使用。
工作原理：
1.采用削峰技术：
①阻抗电容器投切时的浪涌电流
②抑制谐振电流
③zx抑制非正常基波电流放大，即避免谐振。
2.采用感抗滤波及差模法，对谐波周角360°的相位角120°（3相*120°）进行抵消。
2.4 节能对比（方案二与方案三的节能对比）：
在补偿电路中，以系统电压0.4KV为例，若电力电容投切容量为30kVAR，以每小时计算，方案二的滤波电抗器消耗功率为：
（电抗器使用在0.4kV电路中，一般压降在3V以上，以最低3V计算）每路每小时消耗的功率为：
P=3×3V×30kVAR ×1/（√3×0.4）×1H=388.8W
方案三的削峰扼流器在同等情况下消耗功率为：
（削峰扼流器使用在0.4kV电路中，一般压降在0.02V以下，以最高0.02V计算）每路每小时消耗的功率为：
P=3×0.02V×30kVAR ×1/（√3×0.4）×1H =2.6W
经过上述对比，可以明显看出，使用方案三是相当节能的。
3. 结束语
谐波是引起电能质量问题的最重要因素，要想解决谐波问题又能挖掘电力潜力，就必须设计滤波补偿方案；在确定方案前，一定要了解电网以及产生谐波的负载情况，即负载源会产生几次谐波，谐波污染程度，电流电压的畸变情况，有针对性的设计方案。只有在长期工作中积累经验，妥善设计，因地制宜地采用最合理的方案，谐波问题才能得到解决，选用正确的谐波治理补偿方案，不仅治理了电网的谐波问题，同时也提高了电能质量，减少了电费的支出，应用正确的谐波治理补偿方案，对提高无功补偿质量，净化电网环境有着重要意义。
篇6
关键字：谐波污染；建筑电气设计；治理措施；应用分析
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
在电力电子技术不断发展的现代社会，无论是工业生产还是人民生活都离不开电力资源。但是电气系统中的谐波污染给电力资源最大效益实现和供电质量的提高都造成了严重的影响。同时，电力系统的运行过程中，如果出现短暂性的障碍，即使是局部的短路问题，谐波污染也会加重并影响电力系统的整体运行。因而，在建筑电气设计的过程中，如何有效规避谐波污染的危害，最大程度降低谐波污染的影响已成为电力设计从业人员的重点研究方向。谐波污染治理的难点在于其发生的随机性、不可预测性、不可重复性，尤其是在现代智能建筑中，对谐波污染的有效治疗，是各种精密电子设备和装置使用正常、寿命正常的有力保障。
一、治理谐波的重要意义
谐波现象早就存在，而对谐波治理的研究和工程实施主要集中在功率较大的工业设备。随着楼宇自动化进程的不断发展，形式多样的非线性负载，如计算机、荧光灯等非线性设备在办公楼宇等民用建筑中得到了广泛应用，这些非线性设备产生了大量的谐波，正日益成为低压配电系统主要的谐波源，非线性负载产生的谐波电流如果不加抑制直接注入系统，必然引起电网波形畸变，导致变压器发热，增加电网网损，造成电能浪费，给电网安全运行带来影响。因此，就谐波治理方法在建筑电气设计中的应用进行探讨具有重要的意义。
二、谐波污染的主要来源
谐波的来源大致可分三类，一类是公用电网和电力设备本身可看作恒定的谐波源，一类是变压器非线性负荷形成的谐波源，一类是电器中数量较多的励磁电流构成的高次谐波。
1、公用电网和电力设备本身可看作的恒定谐波源
一般认为，公用电网本身具有一定的谐波含量；而随着各种高新技术在电力系统中的广泛使用，这些电气设备的结构特性和工作方式决定了其本身也会产生固定的谐波含量。公用电网向各配电系统输电的同时，会将本身的谐波含量通过配电系统进行传输。所以，这些可以看作恒定谐波源的网路与设备产生的谐波进入整个电力系统的时候，系统内会产生谐波压降，谐波压降又会进一步使系统中的电压发生畸变，影响系统的正常运行。
2、变压器非线性负荷形成的谐波源
变压器中的谐波主要来自于磁路的非线性电感。变压器中的励磁电流中有非正弦波，包括一些尖顶波、平顶波，而这些波形中的奇次谐波有不同程度的存在。在实际应用中，变压器中的谐波含量通常是比较低的，当然，这要求变压器处于正常的工作状态；一旦出现额定电压空载或轻载状态时，变压器中的励磁电流降低，谐波含量升高。
3、低压电器中数量较多的励磁电流构成的高次谐波
现代建筑中使用的电器设备一般都自带小容量的变压器和整流装置，而电器的电源供给来源于低压电网，不同的电器设备的励磁电流通过数量的积累，形成高次谐波，对建筑电气系统产生较大的影响。
三、建筑配电系统谐波的重要危害
在现代建筑配电系统中，谐波有两种产生渠道。首先，公用电网自身就存在着不成程度的配电变压器以及谐波含量作为谐波源的谐波，从公用电网转而输至配电系统当中；其次，大量的非线性负荷也能够产生谐波源，举例来说开关电源、计算机系统以及电子式荧光整流器等等，都会致使配电系统的电流、电压发生异常突变，从而导致谐波的产生。可以说消极的谐波环境必然会对建筑中的用电设备产生严重的危害，我们可以将这种危害总结为以下几个方面：
当前的智能建筑中往往线缆较多，微电子装备十分复杂，系统设备数不胜数，并且与之相适应的防护能力不足，高次谐波会导致智能电气系统设备产生错码、误码以及误动作，致使信号系统产生一定的噪音，受到不同程度的污染，严重的还会影响电气设备的正常使用。再加之低电压信号在电气化设备中的大量运用，进一步提高了比特错误率，在达到一定程度后会致使网络彻底崩溃。
因为设备本身产生的接地电流在设备和真实地间会出现一个电压降，所以会致使电脑瘫痪；在中性线上，高次谐波会出现叠加的情况，中性线电流可以随意地在建筑物金属结构上活动，因此产生了不受控制的磁场，表现为计算机屏幕的频闪；因为短路、开关和负载变化，会引起短时的电压变化，致使灯光频闪，严重的频闪对于人的视觉器官会产生伤害，威胁人体健康。过度的谐波畸变会造成在一个正弦周波内的额外过零点，对于测试设备会产生负面影响，更会影响程序控制装置的同步，最后表现为控制装置的死机。
断路器遮断能力出现降低情况，往往是由配电回路的高含量谐波电流导致，这主要是由于畸变电流过零点的过程中，伴随着时间的推移电弧电流要比工频正弦电流大，电弧电压会更快速地得到恢复，导致电弧的易燃，直接结果就是在需要跳闸的时候不跳闸，或者是误跳闸。剩余电流甚至会达到启动剩余电流保护系统的设定参数。
在谐波电压的效应下，电容器必然会出现额外的功率损耗，会促进绝缘介质快速老化。更要引起注意的是，大量的谐波电流在很大程度上会造成各个系统元件与电容器之间的串联谐振或者是并联谐振，致使电容器由于超负荷而出现损坏；使与电容器连接的配电回路中的所有设备、线路由于电压的超压、闪变以及过负荷而出现故障。
从配电线路以及电力电缆角度而言，谐波电流频率的持续增长，会引发较为显著的集肤效应，线损加大、导线电阻加大，发热增多，绝缘过早老化，会引发接地短路出现故障，埋下了不能控制的火灾隐患。在当前的智能建筑中，广泛地运用电子节能气体光源照明以及高度集中使用电子计算机，均会导致中性线由于温度过高而变质甚至烧毁，最终酿成不可挽回的火灾。
电压谐波会致使感应电动机的额外损耗。高次谐波导致的扭矩脉动在轴承处与联轴器会产生裂纹与磨损。因为电机速度通常较为固定，谐波中包含的能量就采用额外的热量形式不断地散发，直接导致了设备的过早老化。
对于电力电缆和配电线路，谐波电流频率增高会引起明显的集肤效应，导线电阻增大，线损加大，发热增加，绝缘过早老化，容易发生接地短路故障，形成潜在的火灾隐患。在智能建筑中大量集中使用电子计算机和大面积采用电子节能气体光源照明的场合，中性线电流甚至达到相线电流的2倍，致使中性线过热、烧毁，甚至导致火灾。
四、产生谐波的行业与设备
民用用户。产生谐波的设备通常包括开关电源、UPS、变频器、照明设备以及医疗设备等等。这些谐波源个体本身并不会产生大量的谐波量，然而由于谐波量较大、频谱范围也广，在高度密集的情况下产生的谐波量则不可忽视。在广电大楼、雁行大厦以及通信枢纽楼等建筑中谐波广泛存在。除此之外还有电气化铁路、机场、地铁以及港口等行业中，也会产生大量的谐波。
工业用户。产生谐波的设备包括中、高频炉、电弧炉、变频控制的设备以及直流电机控制的生产设备等等。主要关系到冶金、化工、钢铁制造、煤炭、建筑材料以及汽车行业等等。
五、建筑电气设计人员治理谐波问题的措施
电气设计人员为建筑用户解决电力系统谐波问题，可以使用借助于提高供电量、变换变压器等方式，减少电力系统中谐波的出现频率，也可以采用滤波器对系统的谐波进行过滤检测，同时，还能够借助谐波保护器降低谐波对于电力系统的危害程度，最终实现对于谐波的有效治理。本文下面就具体地对这些治理措施加以分析：
1、滤波器检测过滤谐波
有源滤波器。这种滤波器反应迅速，可以控制在与非线性的负荷进行并联时，可以有效地检测系统中由非线性负荷诱发的电流谐波，以实现对于谐波的有效过滤。电气设计人员在采用有源滤波器，对谐波进行治理时，应当为滤波器选择合适的安装地点，尽量使其靠近谐波源，以提升滤波的效果，使谐波畸变等问题受到抑制。
无源滤波器。与有源滤波器相比，无源滤波器在谐波的治理中属于一项较为传统的方法，它是以串联在一起的电容器和电抗器构成，可以实现对于某一特定的谐波成分的有效检测与过滤。若要对系统中不同的谐波进行过滤，就需要采用相对应的滤波器。无源滤波器容易在过载状态下出现烧损问题，且无法收到控制，其效果远不如有源滤波器。
混合滤波器。此种滤波器是对有源滤波器以及无源滤波器的混合应用，其中，有源滤波器是由直流电容、滤波电感、IGBT构成，无源滤波器是由单调的滤波器（3次、5次、7次、9次）与高通滤波器组成。有源滤波器会从直流电容中获取稳定直流电压，并由滤波电感将自身的开关谐波降低，最终与无源滤波器一起，实现对于谐波的有效控制。此种滤波器治理谐波，适用于用电可靠程度的要求较高，且谐波污染的控制标准明确的场所，能够有效地实现对于有源滤波器及无源滤波器二者优势的应用。
2、采用谐波保护器
采用磁性方法治理谐波比有源滤波器成本更低。谐波保护器从任何一种谐波对电路系统带来危害的本质上着手解决问题，即采用磁场吸收谐波能量的方法，具有很高的可靠性与使用寿命。此类产品如谐波保护器（HPD），采用了超微晶合金材料与创新科技的特别电路，能吸收各种频率各种能量的谐波干扰，将谐波消除在发生源，自动消除对用电设备产生的随机高次谐波和高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰。HPD并联在电路中使用，本身并不耗电。
3、电力系统的滤波保护
建筑电气设计人员在应对已经出现的谐波时，还可以采用滤波保护器来降低谐波对于电力系统与设备的不良影响，进而使建筑中的线路、设备在谐波状态下安全运行。谐波保护器治理电力系统的谐波问题，是以各种谐波危害系统的本质为基础，选择合适的磁场方式，对谐波能量进行吸收，以消除谐波，进而实现对于线路与设备的有效保护。此种谐波治理方式需要耗费的成本较低，且具有较长的使用寿命，其使用稳定可靠，与其他谐波治理方式相比，具有极其显著的优势。具体来讲，HPD谐波保护器是以超微晶的合金材料，及高科技的特殊电路作为其自身结构，来吸收各种能量的干扰谐波，并在发生源头，将高次谐波、电涌、高频噪声等彻底地消除，以避免系统中的设备受到损害。而且，HPD应用于谐波的治理，其自身并不需要消耗电量，可以有效地节省治理费用。
4、减少谐波出现的措施
提高供电量。电气设计人员采用加大供电量的方式，抑制谐波的出现，是最为原始的治理方法，比如，设计人员将电缆的横截面加大，就会使趋肤效应的出现受到影响，进而避免谐波的出现，或者设计人员将发电机、电容器的容量提升，以相对地降低谐波对于系统的危害等。但是，此种方法不能够彻底地抑制谐波的出现，只能是降低谐波出现的频率，而且，它还会产生较高的电力投资，使用户的电力使用成本加大，并非一种良性的治理措施。如果设计人员必须使用这种方法抑制谐波，就应当结合非线性负载的具体状况，为供电系统设计合理的增容裕度。
变换变压器。某些特殊的变压器之间进行相互变换，可以使次谐波受到有效的抑制，比如，/YnO的变压器使用方式，可以实现对于3次及3n次谐波的阻隔，使谐波注入电网的途径被切断。这种方法较为简单，可以实现对于某些典型谐波的有效治理，但是，它需要极高的一次性投资，且适用于特殊的场合，比如，/YnO变压器就适用于单相的非线性负载的环境中的谐波抑制。设计人员采用此种方法治理谐波，必须充分考虑系统非线性负载的状况。
结束语
在实际工作中，由于谐波具有多发性、随机性和不可重复性，导致智能建筑中的各种电气设备性能下降、无法工作的现象时有发生，因此，为保证现代智能建筑中各种不同类型设备和计算机及精密电子装置正常、可靠、高效地运行，必须要采取相应措施，确保用电设备的使用寿命，从以上分析可知，笔者觉得根据建筑物中产生谐波种类综合选择谐波治理的的方法，混合滤波器是现阶段能快速、有效地跟踪谐波变化，抑制谐波，是最有成效的一种措施。
参考文献
[1]齐立芬，姚宁.电力系统中谐波的产生、危害和抑制方法分析[J].煤炭工程，2010，(02)
篇7
关键词：建筑电气；谐波；来源；危害；措施
1 谐波问题的来源与危害建筑电气的表现
1.1谐波来源
电力系统运行过程中，周期性的电量超出电流中基波频率的整数倍，而脱离正弦波的状况被称为谐波问题，正弦波是指正常的供电环境下，电流与电压理论上应当具有的健康状态。谐波问题一旦出现，势必会对电力系统造成程度不同的危害，恶劣的谐波甚至于会直接破坏电力系统以及各项用电设备，使系统陷入到崩溃状态，因此，建筑电气的设计人员必须要以谐波的来源为切入点，采取有效措施对其进行治理，以使其得到有效抑制。
而就谐波的具体成因来讲，它的来源主要有两个，即：①公用的电网系统本身便带有一定含量的谐波，而且，其电网中的配变电变压器也会作为谐波源，产生谐波并将其通过公用电网侧传输给其他的配电系统；②电力系统中应用的计算机系统、电子荧光整流器、可控开关电源等设备，会在系统运行的过程中，产生诸多非线性的负荷，使得系统中的电流与电压出现畸变问题，进而成为谐波的源头，不断地制造谐波。
1.2 谐波危害
公用电网中谐波的出现，会使发电以及输电系统工作效率大幅度降低，影响用电设备的正常使用，使设备出现噪音、振动等问题，并诱发串联与并联的谐振，影响电力系统周围的通信系统，使通信质量严重降低。而且，谐波电流大量集中地穿越中线，还会使电路或者变压器的温度瞬间提升，为火灾的发生埋下隐患，谐波问题显然具有极大的危害。本文下面就以建筑电气为例，具体地分析一下该问题危害电气的具体表现：
1.2.1 当前时期，建筑的电气设计逐步趋于智能化，建筑中的线缆密集、设备繁多，而且，微电子装备极其复杂，缺乏对于外部不良影响的有效抵制，高次的谐波一旦出现，就会使系统设备数据码出现错误、丢失、污染等问题，进而影响到建筑中的通信质量，甚至于会使通信系统在低压信号应用不断增加的状况下，造成整个电力网络的瘫痪。而且，高次谐波的出现，会诱发电机扭矩的脉动问题，进而使其轴承与联轴器部位出现磨损及裂纹，造成电动机设备应用寿命的缩短，破坏建筑电气应用的稳定性。
1.2.2 电压谐波的出现，会使电容器出现额外的功率耗损，造成电容器绝缘介质的过早老化，而大量的谐波电流的出现，则会使电容器与系统中其他元件出现并联或串联的谐振反应，使电容器的运行陷入超载状态。这样一来，与电容器相连接的所有配电回路中的线路、设备，均会在超压、闪变以及负荷过度等问题的影响下出现局部或大范围的损坏。配电回路中出现过多的谐波电流，还会使系统中断路器的电弧出现重燃现象，从而造成跳闸错误或根本不跳的问题，进而降低断路器的遮断能力，使电力系统陷入危险状态。
1.2.3 建筑中电气谐波问题出现，还会使系统在负载变动或短路的状况下，呈现出短时间的电压变化，进而造成灯光的频繁闪动，既能够破坏灯具设备的正常寿命，也会造成人体的不舒服。而且，中性线上一旦叠加过多的高次谐波，其电流就会随意地在金属结构物上面流动，使线路周围的磁场失控，进而造成计算机的频幕闪烁，损坏计算机内部设备。
2 建筑电气设计人员治理谐波问题的措施
电气设计人员为建筑用户解决电力系统谐波问题，可以使用借助于提高供电量、变换变压器等方式，减少电力系统中谐波的出现频率，也可以采用滤波器对系统的谐波进行过滤检测，同时，还能够借助谐波保护器降低谐波对于电力系统的危害程度，最终实现对于谐波的有效治理。本文下面就具体地对这些治理措施加以分析：
2.1减少谐波出现的措施
2.1.1 提高供电量。电气设计人员采用加大供电量的方式，抑制谐波的出现，是最为原始的治理方法，比如，设计人员将电缆的横截面加大，就会使趋肤效应的出现受到影响，进而避免谐波的出现，或者设计人员将发电机、电容器的容量提升，以相对地降低谐波对于系统的危害等。但是，此种方法不能够彻底地抑制谐波的出现，只能是降低谐波出现的频率，而且，它还会产生较高的电力投资，使用户的电力使用成本加大，并非一种良性的治理措施。如果设计人员必须使用这种方法抑制谐波，就应当结合非线性负载的具体状况，为供电系统设计合理的增容裕度。
2.1.2 变换变压器。某些特殊的变压器之间进行相互变换，可以使次谐波受到有效的抑制，比如，/YnO的变压器使用方式，可以实现对于3次及3n次谐波的阻隔，使谐波注入电网的途径被切断。这种方法较为简单，可以实现对于某些典型谐波的有效治理，但是，它需要极高的一次性投资，且适用于特殊的场合，比如，/YnO变压器就适用于单相的非线性负载的环境中的谐波抑制。设计人员采用此种方法治理谐波，必须充分考虑系统非线性负载的状况。
2.2滤波器检测过滤谐波
2.2.1 有源滤波器。这种滤波器反应迅速，可以控制在与非线性的负荷进行并联时，可以有效地检测系统中由非线性负荷诱发的电流谐波，以实现对于谐波的有效过滤。电气设计人员在采用有源滤波器，对谐波进行治理时，应当为滤波器选择合适的安装地点，尽量使其靠近谐波源，以提升滤波的效果，使谐波畸变等问题受到抑制。
2.2.2 无源滤波器。与有源滤波器相比，无源滤波器在谐波的治理中属于一项较为传统的方法，它是以串联在一起的电容器和电抗器构成，可以实现对于某一特定的谐波成分的有效检测与过滤。若要对系统中不同的谐波进行过滤，就需要采用相对应的滤波器。无源滤波器容易在过载状态下出现烧损问题，且无法收到控制，其效果远不如有源滤波器。
2.2.3 混合滤波器。此种滤波器是对有源滤波器以及无源滤波器的混合应用，其中，有源滤波器是由直流电容、滤波电感、IGBT构成，无源滤波器是由单调的滤波器（3次、5次、7次、9次）与高通滤波器组成。有源滤波器会从直流电容中获取稳定直流电压，并由滤波电感将自身的开关谐波降低，最终与无源滤波器一起，实现对于谐波的有效控制。此种滤波器治理谐波，适用于用电可靠程度的要求较高，且谐波污染的控制标准明确的场所，能够有效地实现对于有源滤波器及无源滤波器二者优势的应用。
2.3 电力系统的滤波保护
建筑电气设计人员在应对已经出现的谐波时，还可以采用滤波保护器来降低谐波对于电力系统与设备的不良影响，进而使建筑中的线路、设备在谐波状态下安全运行。谐波保护器治理电力系统的谐波问题，是以各种谐波危害系统的本质为基础，选择合适的磁场方式，对谐波能量进行吸收，以消除谐波，进而实现对于线路与设备的有效保护。此种谐波治理方式需要耗费的成本较低，且具有较长的使用寿命，其使用稳定可靠，与其他谐波治理方式相比，具有极其显著的优势。具体来讲，HPD谐波保护器是以超微晶的合金材料，及高科技的特殊电路作为其自身结构，来吸收各种能量的干扰谐波，并在发生源头，将高次谐波、电涌、高频噪声等彻底地消除，以避免系统中的设备受到损害。而且，HPD应用于谐波的治理，其自身并不需要消耗电量，可以有效地节省治理费用。
3 结束语
当前时期，谐波问题已经成为了破坏电力系统安全、稳定、可靠运行的关键因素，严重地影响着建筑电力用户对于电力的正常使用，因此，建筑电气设计的工作人员，目前必须加大对于谐波问题的研究力度，并且采取有效的措施，对此问题加以解决，以维护建筑用户的电力使用效益。
参考文献：
篇8
关键词：煤矿 电网 谐波
在煤矿的供电系统中，谐波对电网的危害十分明显，谐波会产生额外线损，降低传输效率，会使电气设备损耗增加，产生过热，破坏绝缘，缩短电气设备寿命，甚至可能损坏电气设备；谐波发生的电气事故最常见的有绞车电机故障、电容器过负荷爆炸、绞车电控损坏、浪涌保护损坏、接地误动作、电缆事故等。同时谐波危害还造成电容器等设备烧毁；会引发继电保护的误动作，影响供电的安全性和可靠性；谐波电流会造成测量仪表的误差增大，使电能计量出现混乱；会对某些控制系统产生干扰，阻塞其信号传输；会对通信系统产生干扰，破坏通信质量，甚至威胁通信设备和人员的安全。总起来说谐波不仅危害煤炭企业，而且经过供电部门的电网影响其它用户，形成电气公害。所以谐波产生的危害是煤矿生产建设发展过程中出现的新问题，应该在煤炭生产建设中开展谐波防治工作。
1、谐波的产生原因
在理想情况下，电力系统中的电压应该是标准的正弦波形电压。但实际中的电压波形往往由于各种原因而偏离正弦波形，也就是产生了谐波。在供电系统中，产生谐波的根本原因是由于系统中存在大量的具有非线性阻抗特性的电气设备。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。在只含线性元件，如电阻、电感及电容的简单电路里，流过元件的电流和所施加的电压成正比，所以如果所加电压是正弦的话，流过的电流就是正弦的。当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷（即非线性负荷时），就形成非正弦电流。实际上，接入电网中的绝大部分电气设备，都属于非线性设备。谐波产生的主要原因，便是来自这些具有非线性特性的电气设备。它们显著的特点是从电网取用非正弦电流，换句话说，即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压，但由于它们具有其电流不随电压同步变化的非线性的电压电流特性，使得流过电网的电流是非正弦波形的。这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成，即产生了谐波，使电网电压严重失真，此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。
2、谐波产生的危害
2.1 谐波引起的谐振现象
在电力系统中，常常为了补偿负载无功、改善功率因素、提高系统的电压水平、滤除谐波等，会装设电容器和电抗器组成的滤波器。在工频频率下，这些电容器的容抗比系统的感抗大得多，一般不会产生谐振。但是，对于谐波而言，系统的感抗会因谐波次数的增加而增加，而容抗则会减小，这就可能产生并联谐振或串联谐振。这些谐振会对系统产生很大的威胁，常常会使电容器和电抗器烧毁。在由谐波引起的事故中，这类事故占有很大的比例。
2.2 谐波对电网的影响
谐波电流在电网中流动会产生有功功率损失，它构成了电网线损的一部分，对电网的经济运行很不利。这部分谐波功率损失是由电网中的各谐波源供给的。一般谐波源只在几个主要谐波频率上送出谐波有功功率，而在其他频率上可能是吸收有功功率的，但谐波源外送的谐波功率净值一般是正的。谐波源外送的谐波，其谐波功功率是从电网吸收的基波有功功率的一部分转化而成的。谐波源吸收的谐波有功功率常常对产生谐波的装置是有害无益的。谐波源发出的谐波有功功率也给接在电网上的其他用电设备带来危害，并增加功率损耗。
2.3 谐波对电动机的影响
谐波使电动机的温度增加和损耗增大，主要表现在谐波频率下的铁损和铜损的增加，谐波电压畸变将引起电动机的效率下降、振动和噪声增加。对于一些多台电动机的传动设备，由于含有各种特殊频率的谐波电流，会产生一定的附加转矩，各电动机速度和转矩就难以保持一致，不同的运行速度和转矩将导致产品加工质量下降，严重时会使整个工件报废。
3、谐波的防治措施
3.1 有源电力滤波器
有源电力滤波器也是一种电力电子装置，目前主要采用的是IGBT技术，其基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含有基波分量。有源电力滤波器APF是谐波抑制和无功补偿的先进方法，与无源滤波器相比，APF具有高度可控制和快速响应特性，并且能跟踪补偿各次谐波、自动产生所需变化的无功功率，其特性不受系统影响，无谐波放大危险，相对体积重量较小等突出优点，已成为电力谐波抑制和无功补偿的重要手段。有源滤波器具有高度可控制性和快速响应性，不仅能补偿各次谐波，还可以抑制电压闪变、补偿无功电流，性价比较合理。滤波特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险。另外，APF还具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波。
3.2 装设由电容、电感及电阻组成的单调谐滤波器和高通滤波器
单调谐滤波器是针对某个特定次数的谐波而设计的滤波器，高通滤波器是为了吸收若干个较高次谐波的滤波器。应装设的滤波器类型、组数及其调谐频率（滤波次数）可由具体情况决定。
3.3 改进电容器组
对于大容量的电力设备，特别是大容量的电容器组，回路内增设限流装置或串联电抗器，以抑制电力谐波的产生；改变电容器的串联电抗器，或将电容器组的某些支路改为滤波器，或限定电容器组的投入容量，可以有效地减少电容器对谐波的放大并保证电容器组的安全运行，避免在某些特征频率上与感性系统发生并联谐振，不仅能在基波时输出部分无功，还能限制合闸冲击电流和抑制电容器对外部短路的放电电流。
4、结语
总之，谐波治理不能盲目地说谐波电流含量高就必须治理，一定要和设备的耗电量相结合。我们在治理谐波的同时，应注意购买新的设备，要考虑一些采用新技术、谐波含量少的设备，把握购入的电力、电子设备谐波含量指标不得超过国家标准指标，避免一方面在治理谐波，一方面又大量增加谐波。应广泛使用有源滤波器，因为有源滤波器能保证煤矿设备和电网的安全运行，并在节能减排、改善供电质量方面有着重要的现实意义，并能使电能成为真正的无“污染”的绿色能源。
参考文献
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【关键词】谐波；危害；治理
一、前言
由于部分区域内以不锈钢冶炼企业为主，谐波源客户比较集中，随着客户负荷的不断增长，电网谐波污染也变的更加严重。一旦用户侧消谐装置故障或未投，将使变电所谐波设备过载，其产生的谐波对县域电网电能质量产生了不少的影响。下面就谐波的产生原因、对电网的影响和治理进行简单的讨论。
二、电网谐波产生的原因
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。
高次谐波产生的根本原因是由于电网中某些设备和负荷的非线性特性，即所加的电压与产生的电流不成线性（正比）关系而造成的波形畸变。任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。谐波频率是基频的整数倍，例如基频为50Hz，二次谐波为100Hz，三次谐波则为150Hz。因此畸变的电流波形可能有二次谐波、三次谐波……可能直到第三十次谐波组成。
当电网向非线性设备和负荷供电时，这些设备或负荷在传递（变压器）、变换（如交直流换流器）、吸收（如电弧炉）系统发电机所供给的基波能量的同时，又把部分基波能量转换为谐波能量，向电网倒送大量的高次谐波，使电网的正弦波形畸变，电能质量降低。供电系统中主要具有非线性的电气设备有如下几种：
1.具有铁磁饱和特性的铁芯设备，如：变压器、电抗器等；
2.以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备，如：气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等；
3.以电力电子元件为基础的开关电源设备，如：各种电力变流设备(整流器、逆变器、变频器)、相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备等，它们大量的用于化工、电气铁道、冶金、矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。
三、谐波对电网的影响
由于电网中的谐波电压和谐波电流对用电设备和电网本身都造成很大的危害，世界许多国家都了限制电网谐波的国家标准，由权威机构制定限制谐波的规定。世界各国制定的谐波标准大都比较接近。我国由技术监督局于1993年了国家标准(GB/T14549—93)《电能质量公用电网谐波》，并从1994年3月1日起开始实施。
下面就列举了电网谐波的主要危害：
1.谐波使公用电网的用电设备产生了附加的损耗，降低了发电、输电及供电设备效率和利用率。大量高次谐波流过中性线时会使导线发热严重，甚至发生火灾。如果输电线是电缆线路，与架空线路相比，电缆线路对地电容要大l0-20倍，而感抗仅为其l/3-l/2，所以很容易形成谐波谐振，造成绝缘击穿。
2.降低各种电气设备的效率和寿命。谐波对电机的影响除引起附件损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器严重过热。使电容器、电缆等设备产生过热、绝缘老化、寿命缩短现象，以致损坏。
3.谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，使谐波危害大大增加，甚至引起严重事故。
4.影响继电保护和自动装置的工作可靠性。如果继电保护装置是按基波负序量整定其整定值大小，此时若谐波干扰叠加到极低的整定值上，则可能会引起负序保护装置的误动作，影响电力系统安全。
5.影响供电系统中测量和计量的准确度。
6.干扰通信系统的工作。在邻近电力线的通信线路中产生干扰电压，干扰通信系统的工作，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。而且在谐波和基波的共同作用时，极端情况下，还会威胁通信设备和人员的安全。
7.影响人体健康。人体细胞在受到刺激兴奋时，会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转．其频率如果与谐波频率相接近．电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场。
四、谐波的治理
随着工业经济的发展，谐波对县域电网的影响越来越大，需要生技和营销等各个部门协调合作，共同应对。下面就简单介绍几点在实际生产和管理中比较有用的方法。
1.在无功补偿设计中除了应注意避免并联电容器与系统感抗的谐振、验算基波外，还需要验算3、5、7次等主要谐波，避开这些参数，以防止在该次谐波发生谐振。
2.在合适地段加入电容补偿装置和滤波器。电容补偿装置可补偿无功，滤波器可以对某些谐波产生强烈的吸收作用，以减少谐波电流含有量。
3.把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷供电线路分开，使非线性负荷产生的畸变电压不会传导到线性负荷上去，以提高电能质量。则需要相关部门在电力业扩申请时做好分类。
4.凡新装、增容的用电户，用电设备确为谐波源，消谐装置必须与新装、增容同步投运。业扩受理时，应提供谐波专题分析报告，并提出相应消谐措施，并经审核认可。在送电前应严格把关，送电后及时组织相关部门做好对用户谐波的测试，对测试不合格者限期整改，在规定期限内不整改的或整改后仍不合格的用户，则根据《供电营业规则》第六十六条之规定，按规定程序中止供电。
以35KV某某变电所为例，该变电所处于不锈钢企业较为集中的姚东地区，虽然在用户侧和变电所内均已安装消谐设备，但电网谐波分量仍较高，变电所消谐设备始终处于满载状态，一旦有谐波源用户消谐设备故障或未投，变电所滤波电容器熔丝就会熔断，使变电所消谐设备无法正常运行，谐波就会进入35KV电网，影响县域电网电能质量。2010全年该变电所10KV谐波电容器熔丝熔断共计24次，平均每月2次；2011年1月到9月15日该变电所10KV谐波电容器熔丝熔断共计16次，平均每月1.9次。
2011年9月中旬，该变电所的消谐滤波设备进行了整体改造，安装了新的5次、7次消谐滤波器组，此次改造对控制该区域的谐波危害起到了明显的效果，极大的改善了县域电网的电能质量。2011年10月至今该变电所10KV谐波电容器熔丝熔断次数为0次。
综上所述，我们需要加强对谐波危害的认识，通过使用各种生产技术和管理方式加强对谐波的治理，从而提高县域电网电能质量，为企业和百姓提供高品质的电能。
参考文献
[1]李坚.电网运行及调度技术问题[M].北京:中国电力出版社,2004.
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【关键词】谐波；事故；分析；措施
1、概况
近年来，随着人们对电能质量要求的提高，治理电网中的谐波污染越来越受到重视，下面是对本公司一个35kV客户的谐波分析与治理措施的探讨。
110kV石西变是通州中部地区的枢纽变，周围存在工业污染和谐波污染，35kV有四条出线，架空线长7.0KM，全线避雷线、电缆总长为0.07kM，供35KV化肥变和铸管变。后者负荷大都是电弧炉负荷，其中（1600+2200）kVA电弧炉变两台、中频炉两台各2000kVA。35kV负荷曲线是一个锯齿波（见下图）。
2、谐波对电网造成的危害
自35kV铸管变接入石西变35kV系统后，化肥变、铸管变都相继发生了不同程度的电缆、瓷瓶等设备击穿事故。石西变35kV系统每年也要发生母线支柱瓷瓶击穿、母线避雷器爆炸、电容器爆炸35kVPT熔丝熔断等设备事故。设备的损坏不但造成了较大的经济损失，而且对电网的连续、安全稳定运行构成了严重威胁。
3、谐波分析
3.1负荷性质
35kV石马线为电弧炉冲击负荷，最大为8MW，其负荷曲线为锯齿波。由于电弧炉三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，变动频率较高，产生冲击电流及较强的高次谐波，而且极易引起供电电压的波动和闪变导致三相电压严重的不平衡，是典型的非线性负荷。
3.2现象
110kV石西变电所35kV母线电压表指针经常发生摆动，出现“虚幻接地”的现象。
3.3电容电流
3.5实测
为此，我和同事们多次请专家对石西变谐波电流进行实测分析
谐波电流测量如下表1-1（请南通供电公司有关专家实测）
根据谐波电流表分析，发现该变电所35kV侧的三次、五次谐波超标。
3.6结论
从系统阻抗比可以知道石西变35kV系统处于基波谐振区，由于系统存在着大量的谐波分量，其中零序分量以压变励磁回路为通道，从而大大降低了系统的对地电抗。所以，Xc/Xl的值比计算值要大得多，系统的自振频率不是一个常数，谐振一经激发，由基频谐振区转移到高频谐振区，而石西变35kV侧的三次、五次谐波超标，又给高频谐振提供了必要的条件（正反馈），以三次谐波为例（见图），当系统对地电容足够小，在扰动激发下出现3WLO3=1/3ωCO3时，产生三次谐波谐振。此时各相电压为U=√（U12+U32）使三相电压升高，但不超过3.6倍相电压，因此，高次谐波谐振发生机率比低频谐振发生机率大得多，且谐振电压较高.因此石西变电所35kV系统发生高频谐振的机率大大增加，造成了石西变及连接于35kV母线的两个35kV用户变多次发生设备故障。
4、防范措施
为了减少和抑制谐波分量，我们着重采取了以下几个方面的措施。
4.1抑制谐波分量
根据我们在现场对电弧炉工艺生产流程的了解，电弧炉电流冲击持续时间不超过2S，并且两次冲击的间隙时间不小于30S，这种短时间的冲击电流所包含的谐波电流（或暂态谐波电流）不属于限制范围，故我们提出了改善电弧炉的操作方法、改进填料工艺，以减少冲击电流的建议，厂方予以了采纳。
根据交流滤波装置，能够有效地吸收谐波源产生的谐波电流，降低谐波电压，我们在铸管变内加装了交流滤波装置。
4.2破坏谐振条件
根据系统Xc/Xl值，增加谐振回路阻尼电阻，在石西变及铸管、化肥变35kV母线压变开口处加装阻尼电阻，消除基波谐振电阻。
压变一次侧中性点处加装了专用消谐器。在石西变35kV母线上，装设了星形接线的电容器组，当Xc/Xl
4.3减小谐振的破坏程度
为了减小谐振设备的过电压程度，将石西变所有35kV出线避雷器均由原来的YCZ-35型换为残压低、灭弧电压高和通流容量大的HY5W1-54/134型氧化锌避雷器，在铸管厂用变、化肥厂用变的进线处安装了HY5CZ5-42/117型避雷器。
将产生谐波的负载供电线路和对谐波敏感的负载的供电线路分开运行。这样以使由非线性负载产生的畸变电压不会传导到线性负荷上为此我们对石西变电所的接线方式进行了改善。在原来一台变压器供电的基础上又增加一台变压器。正常方式规定：将含有谐波源的线路用一台变压器专供。既可抑制谐波电源，又可以因谐波故障发生，而缩小停电范围，使负荷转供方便灵活。将35kV母线上的化肥厂负荷与铸管厂的负荷分别接于35kVI、II段母线上。详见一次接线图。
5、效果
以上技术措施的实施，对石西变35kV系统谐波电流起到了一定的抑制作用。几次实测，均没有发现谐波电流超标的现象。
6、小结
电弧炉产生的谐波，对电气设备的安全、用户的连续供电等都有不利影响，供电企业必须从源头上抓谐波管理。对报装接电且含有非线性负荷的用户，把抑制和截堵谐波工作放在设计中，在进行无功补偿设计时就要考虑对谐波的治理，对已投运的非线性用户，要从技术上采取切实可行的措施抑制谐波分量。
参考文献
[1]引用H.A.Peterson模拟试验结果划分谐振区域：1/2分频谐振区——Xc0/Xl约为 0.01—0.08 基波谐振区——Xc0/Xl约为 0.08—0.8 高波谐振区——Xc0/Xl约为 0.6—3.0