電網(wǎng)諧波、用電設(shè)備諧波的產(chǎn)生與抑制

李銓鈞 劉釗

（國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司雞西供電公司158100）

電網(wǎng)諧波、用電設(shè)備諧波的產(chǎn)生與抑制

李銓鈞 劉釗

（國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司雞西供電公司158100）

電網(wǎng)用戶使用高壓配電過程中，受電網(wǎng)諧波的影響往往會對用電設(shè)備產(chǎn)生影響，這種影響成為諧波單邊行為，根據(jù)電力管理部門的要求，需要對用電諧波進(jìn)行治理，控制諧波的產(chǎn)生，加強(qiáng)對諧波的抑制作用，保證對用電設(shè)備的有效管理效果。本文將針對電力網(wǎng)絡(luò)的用電設(shè)備諧波產(chǎn)生和抑制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效的分析，研究電網(wǎng)諧波對用電設(shè)備可能產(chǎn)生的不利影響，分析如何完善用電設(shè)備的諧波抑制效果。

電網(wǎng)諧波；用電設(shè)備；抑制作用

引言

電網(wǎng)諧波的抑制作用是一種綜合的治理過程，需要按照實(shí)際的諧波治理標(biāo)準(zhǔn)，合理的劃分規(guī)定范圍，根據(jù)實(shí)際的電網(wǎng)治理水平，逐步提高電網(wǎng)高壓配置標(biāo)準(zhǔn)。對諧波可能產(chǎn)生的各種危害進(jìn)行處理，盡可能對諧波的單邊行為進(jìn)行收斂。電網(wǎng)諧波的管理首先需要加強(qiáng)實(shí)際的信息宣傳管理工作，強(qiáng)化諧波的治理投資回報(bào)效果，對諧波的準(zhǔn)確測定進(jìn)行方案治理，對整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)使用情況進(jìn)行監(jiān)控，確定電網(wǎng)用戶可以延長的設(shè)備使用壽命時(shí)間，對產(chǎn)品的使用安全、使用質(zhì)量進(jìn)行分析，確定有效降低電磁污染問題，提高電網(wǎng)綜合利用率效果的方案。

1 諧波的產(chǎn)生

諧波是用戶用電使用中，產(chǎn)生非線性的負(fù)載荷問題影響，產(chǎn)生的諧波。這種諧波來自于非線性的負(fù)載，從低壓容量中獲取高壓容量，在直流設(shè)備中進(jìn)行轉(zhuǎn)化，這種非線性的諧波在用電設(shè)備中較為常見。系統(tǒng)中受交流發(fā)電的影響，會在定子與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生空隙，受鐵芯的影響，分布存在一定的不均勻現(xiàn)象。雖然電勢波的波形較為對稱，但實(shí)際的電勢中含有一定數(shù)量的奇次波，電網(wǎng)中的大量電流含有奇次波，當(dāng)變壓器處于空載的時(shí)候，就構(gòu)成穩(wěn)定的諧波源。另外，電網(wǎng)切空載時(shí)，合閘后電網(wǎng)也會形成諧波源。

2 諧波的危害

在電網(wǎng)中諧波會產(chǎn)生一定的危害，對電網(wǎng)中的設(shè)備、鏈接性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。諧波受電力系統(tǒng)的影響產(chǎn)生電壓諧振的現(xiàn)象，線路中出現(xiàn)的諧振多大，電壓過大，不穩(wěn)定，線路設(shè)備的絕緣層容易擊穿，造成電路短路的現(xiàn)象。諧波的產(chǎn)生會造成繼電保護(hù)的誤動現(xiàn)象，嚴(yán)重的影響電路的正常運(yùn)行。當(dāng)諧波量過大的時(shí)候，系統(tǒng)內(nèi)部的正弦量容易出現(xiàn)誤差問題，諧波的存在會影響通話的穩(wěn)定性，嚴(yán)重的會對實(shí)際的通信系統(tǒng)造成干擾，影響電路的有效通信。諧波還會對電路的功率補(bǔ)償造成影響，對電路計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)造成影響。

諧波對電網(wǎng)設(shè)備存在較大的影響，受發(fā)動機(jī)的電力影響，感應(yīng)電路存在高次頻的波形分布，傅里葉級數(shù)的基波產(chǎn)生小波形，高次諧波使發(fā)電機(jī)的波形不穩(wěn)定，出現(xiàn)嚴(yán)重的損耗，串入電網(wǎng)的諧波電流會對電路通信造成嚴(yán)重的干擾。變壓器受諧波的影響會出現(xiàn)勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電流會出現(xiàn)三次的通過，對電路造成三次命令的下達(dá)，充分的命令對電路郵箱壁構(gòu)件造成嚴(yán)重的影響，構(gòu)件中容易產(chǎn)生渦流損耗問題。

3 諧波的抑制

3.1 濾波

諧波的抑制首先選擇濾波，濾波是對電信號進(jìn)行不同成分額過濾，將有用的信號保留下來，將干擾電路的信號過濾掉。電力電網(wǎng)設(shè)備的諧波過濾消除主要是消除高次諧波。根據(jù)過濾的程度分為有源和無源兩種，無源在實(shí)際的濾波效果中使用應(yīng)用效果良好，具有良好的使用效果，成本較低。常用的濾波方式有串聯(lián)濾波、并聯(lián)濾波和低通濾波。串聯(lián)濾波可以對三次諧波進(jìn)行移植，并聯(lián)濾波可以對多次的諧波進(jìn)行抑制和補(bǔ)償，可以有效消除凈化電路的諧波，低通濾波對于消除高次濾波具有良好的效果。

常用的濾波是并聯(lián)電容濾波補(bǔ)償，其中有集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償和就地補(bǔ)償。集中補(bǔ)償是對高壓電容進(jìn)行集中的安裝處理，降低功率的實(shí)際濾波標(biāo)準(zhǔn)，對負(fù)載荷的實(shí)際配電進(jìn)行處理；分散不補(bǔ)償是對電負(fù)載進(jìn)行分散功率因素的處理，采用低電壓的電容配比方式進(jìn)行配電補(bǔ)償；就地補(bǔ)償是對供電較遠(yuǎn)的電動機(jī)進(jìn)行連續(xù)性工作，采用無功率的補(bǔ)償方式，盡可能的提高電路的功率因數(shù)，保證電路損耗的有效降低，控制電流的電流量，逐步提高電路的整體負(fù)載效果。

隨著濾波技術(shù)的快速發(fā)展，有源濾波補(bǔ)償技術(shù)受到市場的認(rèn)可，結(jié)合模擬電路和數(shù)字電路急性電流檢測分析，消除諧波，提高無功電源系統(tǒng)。適當(dāng)?shù)膶τ性礊V波進(jìn)行諧波減少處理，將功率逐步提高到適合范圍內(nèi)。有源濾波直接與線路進(jìn)行并聯(lián)，產(chǎn)生諧波的負(fù)荷。三相線電路利用電流傳感器設(shè)置，為邏輯電路提供有效的電流波形，有源濾波電路可以有效的消除基頻層次的成分。邏輯電路剩余的波形可以經(jīng)過IGB觸發(fā)調(diào)整，形成反向波形。這種方式的諧波電壓可以有效的實(shí)現(xiàn)有源波的補(bǔ)償，在工業(yè)、商業(yè)電網(wǎng)中廣泛的應(yīng)用。

3.2 屏蔽接地

按照正確的方式對電路系統(tǒng)進(jìn)行接地處理，抑制外界對電路的干擾，可以有效的降低電路設(shè)備的干擾水平。從實(shí)際的電路系統(tǒng)分析出發(fā)，合理的分析電路電源接地的控制系統(tǒng)，提升電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

屏蔽干擾源的影響是有效抑制諧波的有效方法，通過對電路變頻器本身外科的屏蔽，不讓電磁干擾泄露出去，對輸出的鋼管進(jìn)行屏蔽處理，要求信號意外的電路采用雙芯屏蔽標(biāo)準(zhǔn)，將主電路與控制電路完整的分離開，禁止電路管線在一個(gè)槽內(nèi)，對周圍的電子敏感設(shè)備也要進(jìn)行有效的屏蔽，確保電路屏蔽罩的接地。

3.3 多項(xiàng)脈沖整流處理與電抗器的應(yīng)用

按照諧波限制的允許程度，可以采用有效的整流。按照12相脈沖，對THDV系統(tǒng)進(jìn)行整流，滿足國際的脈沖標(biāo)準(zhǔn)。這種凡是可以有效的對脈沖進(jìn)行整流，但需要有專業(yè)的變壓器設(shè)備，不利于整體設(shè)備的改造，成本較高。

使用電抗器在變品種輸入電流，明確諧波的次數(shù)，確定整體變頻的比率。諧波程度越高，可能對設(shè)備的正常運(yùn)行干擾程度越大，電路需要消耗大量的無用功，對線路的功率進(jìn)行下降處理，確保電路串入的電抗器諧波電流處于合理有效的狀態(tài)。

4 結(jié)語

綜上所述，電網(wǎng)電路的有效電能輸送需要對電路的諧波進(jìn)行抑制處理，控制用電設(shè)備諧波的產(chǎn)生，降低諧波對電能質(zhì)量的干擾。通過分析電網(wǎng)時(shí)機(jī)的諧波治理情況，對諧波的產(chǎn)生、可能存在的危害內(nèi)容進(jìn)行分析，深刻的認(rèn)識電網(wǎng)諧波的有效治理方法，深入的從技術(shù)角度和實(shí)際應(yīng)用方面進(jìn)行探索，明確電網(wǎng)諧波的有效治理辦法，保證電網(wǎng)設(shè)備能源的使用完善性，加強(qiáng)電網(wǎng)的使用效率，降低電網(wǎng)可能產(chǎn)生的各種損耗問題。

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1004-7344（2016）28-0101-01

2016-9-24