電力系統中諧波影響及消除選TES-3600

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工程師推薦：諧波分析儀TES3600三相電力（RS232） TES-3600

隨著個私經濟特別是特鋼和化學工業在我國的發展，為了使功率因素達到標準，電容器的熔絲也會很快熔斷。根據其他變電所運行經驗，在此功率因數下，無功電流不應大于熔絲熔斷電流。這是為什么呢?

　　所謂諧波，即理想的電力系統向用戶提供的應該是一個恒定工頻的正弦波形電壓，但是由于各種原因，使這種理想狀態在實際中無法存在。因此通過對周期性電壓或電流的傅立葉分解，所得到的頻率為基波整數倍分量的含有量，稱為諧波。

一、諧波對于電網的危害非常大，主要表現在以下方面：

1.由于電網主要是按基波設計的。

由于LC元件的存在，雖然在基波時不會發生諧振，但在某個特定諧波時卻可能引起諧振，可能將諧波電流放大幾倍甚至數十倍，電網諧振引起設備過電壓，產生諧波過流，對設備造成危害。特別是對電容器和與之串聯的電抗器。其中，特別要注意的是，由于電容器是容性負載，能與電網上感性設備（其它設備主要是感性設備）配合，構成共振條件，又由于其大小與諧波頻率成反比，因此，電容更容易吸收諧波共振電流，引起電容過載，造成電容損壞，或者熔絲熔斷。

　　2.使電網中的電氣設備產生額外的損耗（諧波功率），降低了設備的效率，同時諧波會影響設備的正常工作，例如變壓器局部嚴重過熱，電容器、電纜等設備過熱，電機產生機械振動等故障，絕緣部分老化、變質，嚴重時候甚至設備損壞。

　　3.導致繼電保護和自動裝置誤動或拒動，造成不必要的損失，諧波會使電氣測量儀表測量不準確，造成計量誤差。

　　另外，諧波還會產生對設備附近的通信系統產生干擾等其他危害。

　　既然諧波危害如此之大，那么諧波是如何產生的?又如何能減小它的影響和危害呢?

二、產生諧波的來源：

　　1、中頻爐、電弧爐等設備是該地區諧波的主要來源

　　一般在特鋼工業發達地區發生，其中頻爐、電弧爐等作為一類的加熱源已經非常普及。電弧爐是利用電極物料間產生的電弧熔煉金屬，因此，它的電流波形很不規則，含有多種諧波（2次到7次）以及間諧波，這是諧波的一個重要來源。而中頻爐是工頻電流整流后再變為中頻，再利用電磁感應來熔煉金屬，因此產生大量的高次諧波，其中以5次、7次、11次等奇次諧波為主。這正是產生諧波的主要來源。

　　2、用戶變壓器群也是產生諧波的重要來源

　　一般情況下，三相變壓器由于鐵芯為“日”形狀，中相比邊相要短一半，因此，三個磁路的不對稱引起變壓器勵磁電流中含有諧波分量。所以當對空載三相變壓器加電壓激勵時，即使受電側沒有零序電流通路（中性點不接地或三角形接線），勵磁電流中也會有諧波分量。雖然在實際運行時，這個諧波分量很小，但由于變壓器繞組接法以及各繞組和電網各相的連接統一規定時，則各臺變壓器勵磁電流里的同次諧波彼此疊加，形成了電網中諧波的又一重要來源。例如，在絕大多數配變中，都是Y，yn接線，變壓器的中間的鐵柱對應的線圈即中相接的都是B相，這樣的統一接法，就為3、5、7等次諧波提供了一個分別互相疊加的條件。在該地區，現有35kV用戶變壓器5臺，總容量400kVA，10kV用戶變壓器約800臺，總容量330kVA.如此龐大的用戶變群又成為了諧波的又一個重要來源。

　　3、諧波的其他來源

　　事實上，諧波還有其他的來源，各類生產用電如電鍍、電泵等，生活用電中如電視機、電腦、熒光燈等采用開關電源或其他電力電子技術的裝置，單獨來看，所產生的諧波非常微小，但是由于其數量的極其龐大，也是不可忽視的一部分。

　　在無功補償設計中除了應注意避免并聯電容器與系統感抗的諧振，除了驗算基波外，還需要驗算3、5、7次等主要諧波，避開這些參數，防止在該次諧波發生諧振。

　　“諧波污染”已經成為電網內三大公害之一，只有各方面都重視起來，進行治理，才能還電網一個干凈的環境。