粤能通浅谈电力谐波的抑制及危害

在理想的情况下，电力系统中三相交流发电机发出的电压，其波形基本是正弦波形。随着各种产生谐波电流的电力电子设备、家用电器、非线性及冲击性用电设备的不断增加，构成了电力系统中电能质量的主要污染，对电力系统的用电设备造成不良影响，甚至造成严重危害。

        1　电力谐波造成的危害

      对于电力系统来说，电力谐波的危害主要表现有以下几方面：

       (1)增加输、供和用电设备的额外附加损耗，使设备的温度过热，降低设备的利用率和经济效益：

        ①电力谐波对输电线路的影响： 谐波电流使输电线路的电能损耗增加。当注入电网的谐波频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时，对输电线路和电力电缆线路会造成绝缘击穿。

        ②电力谐波对变压器的影响： 谐波电压的存在增加了变压器的磁滞损耗、涡流损耗及绝缘的电场强度，谐波电流的存在增加了铜损。对带有非对称性负荷的变压器而言，会大大增加励磁电流的谐波分量。

        ③电力谐波对电力电容器的影响： 含有电力谐波的电压加在电容器两端时，由于电容器对电力谐波阻抗很小，谐波电流叠加在电容器的基波上，使电容器电流变大，温度升高，寿命缩短，引起电容器过负荷甚至爆炸，同时谐波还可能与电容器一起在电网中造成电力谐波谐振，使故障加剧。

       (2)影响继电保护和自动装置的工作可靠性： 特别对于电磁式继电器来说，电力谐波常会引起继电保护及自动装置误动或拒动，使其动作失去选择性，可靠性降低，容易造成系统事故，严重威胁电力系统的安全运行。

       (3)对通讯系统工作产生干扰： 电力线路上流过的幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合时，会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，影响通信线路通话的清晰度，甚至在极端的情况下，还会威胁着通信设备和人员的安全。

       (4)对用电设备的影响： 电力谐波会使电视机、计算机的图形畸变，画面亮度发生波动变化，并使机内的元件温度出现过热，使计算机及数据处理系统出现错误，严重甚至损害机器。 此外，电力谐波还会对测量和计量仪器的指示不准确及整流装置等产生不良影响，它已经成为当前电力系统中影响电能质量的大公害。

         2　电力谐波的抑制措施

       为了减少供电系统的谐波问题，从管理和技术上可采取以下措施：

       (1)严格贯彻执行有关电力谐波的国家标准，加强管理： GB17625.1《低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流16A)》，要求购置的用电设备，经过试验证实，符合该标准限值才允许接入到配电系统中。1993年颁发GB/T14549《电能质量公用电网谐波》，规定的注入公共连接点的谐波电流允许值的用户，必须安装电力谐波滤波器，以限制注入公用电网的谐波。

       (2)三相整流变压器采用Y/△或△/Y的接线形式，这样可以消除3的整数倍次的电力谐波，从而使注入电网的谐波电流只有5、7、11……等次谐波。

       (3)装设静止无功补偿装置，对大型电弧炉及晶闸管控制的轧钢机等非线性设备，由于其负荷是冲击性的，而且是随机的，因此宜装设能吸收动态谐波电流的静止无功补偿装置，提高供电系统承受谐波的能力。

       (4)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。

       (5)对容量在100kVA及以上整流装置和非线性设备的用户，必须增设分流滤波装置，就近吸收电力谐波。

       (6)增加整流变压器二次侧的相数。

       (7)选择合理的供电电压，并尽可能保持三相电压平衡。

       (8)换流装置是供电系统的主要谐波源之一，可以采用增加换流装置的相数，有效的消除幅值较大的低频项，从而大大地降低了谐波电流的有效值。