淺談電力諧波的危害與治理

1、淺談電力諧波的危害與治理摘要：隨著電力網(wǎng)的迅速發(fā)展，非線性負載引起的諧波電壓、諧波電流和電磁干擾對電力網(wǎng)的電能質(zhì)量造成惡劣影響。鑒于電網(wǎng)的諧波污染日益嚴(yán)重的狀況，本文闡述了諧波污染對我們的生產(chǎn)生活帶來的危害，提出了目前諧波治理的幾種方案，希望能對電網(wǎng)建設(shè)和人民生產(chǎn)生活有所幫助。關(guān)鍵詞：電力諧波；電力電子；諧波危害；諧波治理嚴(yán)格地來講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進行傅里葉級數(shù)分解，其余大于

2、基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。從廣義上講，由于交流電網(wǎng)有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波。在理想的干凈電力系統(tǒng)中，電流和電壓都是正弦波的。在只含線性元件（電阻、電感及電容）的簡單電路里，流過的電流與施加的電壓成正比，流過的電流是正弦波。在電力系統(tǒng)中，諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負載所致。當(dāng)電流流經(jīng)非線性負載時，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，基波電流發(fā)生畸變形成非正弦電流，即電路中有諧波產(chǎn)生。主要非線性負載有電

3、弧加熱設(shè)備：如電弧爐、電焊機等。交流整流的直流用電設(shè)備：如電力機車、電解、電鍍等。交流整流再逆變用電設(shè)備：如變頻調(diào)速、變頻空調(diào)等。開關(guān)電源設(shè)備：如中頻爐、彩色電視機、電腦、電子整流器等。整流取樣電路，容易受諧波影響，產(chǎn)生誤動或拒動引起事故。這樣，諧波將嚴(yán)重威脅供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運行。（5）電網(wǎng)諧波污染，導(dǎo)致輸電線路、變壓器和電機損耗增加，浪費能源。諧波使變壓器、旋轉(zhuǎn)電機等鐵芯磁感應(yīng)環(huán)流增加，大大加大電氣設(shè)備發(fā)熱損耗，加速絕緣老化，影

4、響設(shè)備壽命；諧波對異步電動機的影響，主要是增加電動機的附加損耗，降低效率，嚴(yán)重時使電動機過熱。尤其是負序諧波在電動機中產(chǎn)生負序旋轉(zhuǎn)磁場，形成與電動機旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩，起制動作用，從而減少電動機的出力。當(dāng)電動機中的諧波電流頻率接近某零件的固有頻率時還會使電動機產(chǎn)生機械諧振，發(fā)出很大的噪聲，使旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，燒毀旋轉(zhuǎn)電機。（6）諧波會引起一些敏感的自動化設(shè)備誤動作，也會導(dǎo)致電氣測量儀表計量不準(zhǔn)確。全電磁型的斷路器易受諧波電流的影響使鐵耗

5、增大而發(fā)熱，同時由于對電磁鐵的影響與渦流影響使脫扣困難，且諧波次數(shù)越高影響越大；熱磁型的斷路器，由于導(dǎo)體的集膚次應(yīng)與鐵耗增加而引起發(fā)熱，使得額定電流降低與脫扣電流降低；電子型的斷路器，諧波也要使其額定電流降低，尤其是檢測峰值的電子斷路器，額定電流降低得更多。由此可知，上述三種配電斷路器都可能因諧波產(chǎn)生誤動作。對于漏電斷路器來說，由于諧波匯漏電流的作用，可能使斷路器異常發(fā)熱，出現(xiàn)誤動作或不動作。對于電磁繼電器來說，諧波電流使磁體部件溫升增