【摘要】近幾年來，隨著國民經濟的快速發展對供電企業的電網建設日趨完善，以及自動控制系統（如DCS等）在配電網中的廣泛使用，為了減少電解整流裝置及變頻器產生的諧波對電網的污染，需對于配電網諧波所產生的主要的原因進行分析與治理，不但可以有效的降低供電線路的電能損耗，還能有效的增加了電力設備的使用壽命。

【關鍵詞】電能質量；原因；危害；治理

引言

電能質量就是供電電壓特性，即關系到用電設備工作（或運行）的供電電壓和電流各種指標偏離理想值（額定值或標稱值）的程度。電能質量的指標包括：電壓偏差、頻率偏差、諧波、電壓波動和閃變、三相電壓不平衡度、暫時過電壓和瞬態過電壓、電壓暫降.波形缺口等，理想的電能質量是頻率為50Hz、三相平衡、電壓電流波形為單一頻率的正弦波。

1 諧波產生的原因分析

電網諧波來自于三個方面:一是發電源質量不高產生諧波；二是輸配電系統產生諧波;三是用電設備產生諧波。其中用電設備產生的諧波較多。

諧波產生的根本原因是由于電力系統中某些設備和負荷的非線性特性，使所加的電壓與電流不成線性關系而造成的波形畸變。引起波形畸變的諧波源是多種多樣的，例如各種非線性元件，包括大容量的晶閘管換流裝置、硅整流器及電弧爐等非線性負載，數量眾多的家用電器等等。另外電力系統不對稱運行和不對稱故障以及電弧的非線性特性等等，均可引起高次諧波。針對廈門同安地區主要是以下電力設備產生諧波污染：

（1）晶閘管整謊設備。由于晶閘管整流在電力機車、鋁電解槽、充電裝置、開關電源等許多方面得到了越來越廣泛的應用，給電網造成了大量的諧波。

（2）變頻裝置常用于風機、水泵、電梯等設備中，由于釆用了相位控制，諧波成分很復雜，除含有整數次諧波外,還含有分數次諧波，這類裝置的功率一般較大,隨著變頻調速的發展，對電網注入的諧波也不容忽視。

（3）電弧爐、電石爐。由于加熱原料時電爐的三相電極很難同時 接觸到高低不平的爐料，使得燃燒不穩定，引起三相負荷不平衡，產生諧波電流，經變壓器的三角形連接線圈而注入電網。

（4）旋轉電動機。交流電動機磁場的磁路是由定子磁輒、定子 齒與空氣隙等組成的閉合回路。當鐵心未飽和時，可認為時磁通勢是集中在兩個空氣隙。若空氣隙是均勻的，則磁通勢也是沿定、轉子表面均勻分布而不是正弦分布，將它分解可得諧波分量，在電壓、電流 中會由相應分量產生。

（5）開關模式電源（SMPS）。現代大多數的電子設備都使用開關模式電源，其特點是它不能從電網中汲取連續的電流，而只能汲取脈沖電流，此脈沖電流含有大量3次及高次諧波分量。

2 同.翔兩區諧波現狀

目前同安地區電網的工業負荷類型較復雜多樣，包括水泥生產企業、機械加工行業、造紙行業、飲料造酒行業、陶瓷加工企業、金屬加工企業等；翔安地區電網的工業負荷主要有鋼鐵電子 紡織化工廠冶金鑄造 汽車焊機行企業等。這些企業中均大量使用各種電機、中頻爐、電弧爐、整流逆變裝置、電弧爐、中頻爐、開關器件等電力電氣器件，這些設備在運行過程中產生大量的諧波注入電網，對電網造成嚴重的諧波污染，導致了較大的安全隱患。

3 諧波的危害性有以下幾點

（一）由于諧波電流的不穩定性，在工業生產中和電機旋轉磁場相互作用產生的不穩定脈動轉矩會造成電機的震動，當電機的機械系統的自然頻率在受到上述轉矩的激發而可能引起共振時，則會損壞電機設備，更有甚者會危及人身安全。對電子線路設備造成不穩定工作狀態，嚴重時以致無法正常穩定的工作，或因參數波動較大，影響正常使用。

（二）諧波電流能對繼電保護裝置產生干擾,甚至造成保護裝置誤動作。因為控制設備的工作電壓和電流通常都是按照工業頻率和正弦波形設計的，能承受的不穩定電流有限，諧波會使正常工作條件受到干擾，嚴重時將造成誤動或拒動，而引起和擴大事故。同時，諧波還可以使電能的生產、傳輸和利用率降低，使電氣設備過熱、產生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發生故障或燒毀。

（三）在無功補償電容與電力系統中的電感，電纜和架空混合線路以及用電性質復雜（居民用戶和工業用戶）的線路構成了局部電感、電容回路，它們的組合有時會對某次諧波電流起到放大作用，加劇了諧波危害。當它們構成的局部諧波回路的頻率與系統中存在的某次諧波 頻率相近時,就會造成危險的過電流和過電壓。

（四）諧波電流影響測量儀表的精度，造成電能計量誤差。同時干擾通信線路的正常工作，引起測量儀表動作產生錯誤，使電能計量出現混亂。

4 對諧波的綜合治理

（一）定期進行諧波檢測。配電網主管部門要定期組織專業技術人員定期對所轄電網進行系統分析，并做出正確測量和科學的記錄、統計,以確定諧波源的具體位置和產生的原因。在配電網諧波產生起伏較大的地方，可設置長期觀察點，收集可靠的數據。

（二）應用無源濾波裝置。當前，在國內對配電網中無源濾波裝置是應用為有效的諧波治理措施之一。無源濾波裝置具有成本低、技術成熟、補償無功等優點，其利用電感、電容等元件的諧振特性，在阻抗分流回路中形成低阻抗支路，從而減小流向電網的諧波電流。但是在實際應用中，要注意控制濾波補償的負載參數，以防止濾波特性的改變。我司110KV變電站就是采用成熟的35KV級無源濾波裝置， 在35kV側I、II段母線各上一套TBBC-L-35的固定濾波補償裝置，該裝置集電網諧波濾波、無功補償于一體，可以濾除電網諧波同時 補償電網中的無功功率。每套無源濾波裝置5次、7次、11次兼高通濾波支路的安裝容量分別為3600kvar、3000kvar, 4800kvar,總安裝容量11400kvar,其中基波補償容量為8092kvar,則主變無功補償量 2*8092kvar,余下13.136Mvar的無功功率分別在低壓變、配電室就 地補償，使功率因數達到0.95。

（三）對于電容器進行改造。由于當配電網頻率增加時，電容性電抗會隨之減少的特性。電容器對供電電壓的諧波分量特別敏感，即相對較小比例的諧波電壓可以引起很大的電流流入電容回路。如果電容器組或電力系統所連接的電抗的自然頻率接近與一個特定的諧波，就會發生局部諧振。因此，在配電網中電流增高時,可以釆用以下的方法：有源電力濾波器，混和濾波器，并聯諧波濾波器或諧波治理電抗器。

（四）降低電流波形。在配電網諧波的綜合治理中，雖然濾波電路可以有效的治理電流的干擾，但是對于解決電流波形出現畸變現象 仍然存在一定的技術漏洞。在配電網諧波治理中通過有效的措施降低電流波形，使其不產生畸變，進而達到科學減少電流諧波含量的效果。

5 安科瑞諧波治理裝置

5.1安科瑞有源電力濾波器產品介紹

ANAPF系列有源電力濾波器并聯在含諧波負載的低壓配電系統中，能夠對動態變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償。其原理為：ANAPF系列有源電力濾波器通過CT采集系統諧波電流，經控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產生諧波電流指令，通過功率執行器件產生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統中，從而抵消非線性負載所產生的諧波電流。

5.2有源電力濾波器技術參數及選型

6 結束語

　　以上所述，主要對于諧波是影響配電網整體供電質量的關鍵性因素。因此，我們在配電網的管理和檢測當中，供電企業要求各級電力主管部門要提高電網諧波的預防與治理工作，降低諧波的含量，防止配電系統的電壓和電流出現畸變，從而產生諧波。

參考文獻

[1]張振輝，新型諧波電流預測技術研究[J].呼倫貝爾學院學報，2006，(9）

[2]何源鑫，電能質量及諧波治理的分析[J].能源環境

[3]安科瑞電能質量監測與治理選型手冊.2019.11版

[4]安科瑞企業微電網設計與選型手冊.2019.11版