爱华网1谐波的危害 1．１污染公用电网 如果公用电网的谐波特别严重，则不但使接入该电网的设备（电视机、计算机等）无法正常工作，甚至会造成故障，而且还会造成向公用电网的中性线注入更多电流，造成超载、发热，影响电力正常输送。 1．２影响变压器工作 谐波电流，特别是３次（及其倍数）谐波侵入三角形连接的变压器，会在其绕组中形成环流，使绕组发热。对Ｙ形连接中性线接地系统中，侵入变压器的中性线的３次谐波电流会使中性线发热。 1．３影响继电保护的可靠性 如果继电保护装置是按基波负序量整定其整定值大小，此时，若谐波干扰叠加到极低的整定值上，则可能会引起负序保护装置的误动作，影响电力系统安全。 1．４加速金属化膜电容器老化 在电网中金属化膜电容器被大量用于无功补偿或滤波器，而在谐波的长期作用下，金属化膜电容器会加速老化。 1．５增加输电线路功耗 如果电网中含有高次谐波电流，那么，高次谐波电流会使输电线路功耗增加。 如果输电线是电缆线路，与架空线路相比，电缆线路对地电容要大１０～２０倍，而感抗仅为其１／３～１／２，所以很容易形成谐波谐振，造成绝缘击穿。
1．６增加旋转电机的损耗 国际上一般认为电动机在正常持续运行条件下，电网中负序电压不超过额定电压的２％，如果电网中谐波电压折算成等值基波负序电压大于这个数值，则附加功耗明显增加。 1．７影响或干扰测量控制仪器、通讯系统工作 例如，直流输电中，直流换流站换相时会产生３～１０ｋＨｚ高频噪声，会干扰电力载波通信的正常工作。 2 谐波抑制技术 2．１整机电源需留有较大贮备量 为了使测量、控制装置能满足负载较大变化范围，因此在设计整机电源时，可给予较大贮备量，一般选取０．５～１倍余量； 2．２对干扰大的设备与测控装置采用不同相线供电 因为测量、控制装置的许多干扰是由电源线窜入的，因此在规划供电线路时，对干扰大的设备与测控装置采用不同相线供电。 2．３将测量、控制装置的供电与动力装置的供电分开 将测量、控制装置的供电与动力装置的供电分开。因为动力装置的负荷变动大，测量、控制、微机及电视机的负荷小，动力装置产生的干扰大，供电电源分开后，测量、控制、微机及电视机的电源与动力装置的电源相互隔离，可以大大减少通过电源线的干扰。 2．４其余抑制高次谐波的技术 2.4.1 开关电源干扰的抑制技术 一般采用的办法是：电源滤波、屏蔽及减少开关电源本身干扰能量。 采用电源滤波器。其中Ｃ１、Ｃ２具有抑制串模干扰，Ｌ１、Ｌ２可以抑制共模干扰，而Ｃ４、Ｃ３可以抑制串共模干扰。电源滤波器可以阻止电网中的干扰进入开关电源，也可以阻止开关电源的干扰进入电网。 屏蔽技术可以有效地防止向外辐射干扰。 减少开关电源本身干扰，利用改善线圈绕制工艺，确保绕组之间紧密耦合，以减少变压器漏感。还可以在高频整流二极管上串入可饱和磁芯线圈，利用流过反向电流时，因磁芯不饱和而产生的较大电势阻止反向电流上升。2.4.2 变压器空载合闸涌流抑止方法 根据方程（１），如果合闸时，α＝（即Ｕ１＝Ｕ１ｍ便合闸），则： Φ１＝－Φｍｃｏｓ（ωｔ＋）＝Φｍｓｉｎωｔ（４） 没有暂态分量，合闸后磁通立即进入稳定状态，理论上可以避免冲击涌流过程。 2.4.3 抑制单相电容器组开断瞬态过电压方法 如果采用选相断路器投切电容器，则可以消除或大大降低投切电容器产生的瞬态过电压，从而使接在母线上的电力电子调速系统可以稳定地工作，接在母线上的其余设备也可不受过电压干扰的影响。 2.4.4 抑制电压互感器铁磁谐振方法 其方法是要使它脱离谐振区。电压互感器的伏安特性Ｕ＝ｆ（ＩＬ），系统对地电容的伏安特性Ｕ＝ｆ（ＩＣ）和合成伏安特性Ｕ＝ｆ（ＩＬ－ＩＣ），在ｏａ区间，合成电流呈容性，合成电流随电压上升而增加，在ａｂ区间铁芯饱和导致ＸＬ电抗减少（电感电流非线性急剧增长），最后使合成电流仍为容性，合成电流随电压上升而减少，所以ａｂ区间是不稳定区间，在ｂ点合成电流为零，这时ＸＬ＝ＸＣ（ＩＣ＝ＩＬ），发生并联谐振。采用中性点不接地的电压互感器或采用电容分压器可以从根本上避免铁磁谐振。 2.4.5 抑止整流和逆变产生的谐波 （１）在变频器前加装电源滤波器。一种成本比较低的方法是在电源侧加装三只６８０μｆ２５０ＶＡＣ的电容，（分别接在Ｌ－Ｎ，Ｌ－ｇｒｏｎｄ，Ｎ－ｇｒｏｎｄ上）这种方法可使电磁干扰电流降至原来的１／１０，效果较明显； （２）变频器的电源电缆采用屏蔽电缆，屏蔽电缆穿铁管并接地，输出电缆也穿铁管并接地，屏蔽层应在接变频器处和电机处两端都接地。 2.4.6 抑止电弧炉运行时的干扰 （１）在合适地段加入电容补偿装置，补偿无功波动； （２）可以重新安排供电系统。3浅析谐波治理措施在建筑电气设计中的应用 ①采用无源滤波器。采用无源滤波器是传统的抑制谐波的方法。无源滤波器包括一组以串联方式连接的电抗器与电容器。此电路的阻抗在某一频率下，被设计成比电网中的其他电路低的多。另外，可能造成功率因数过补偿，同时无源滤波器不能受控。 ②采用有源滤波器。并联型有源滤波器实质上是一个受控的、快速反应的谐波电流源，与非线性负荷并联，自动检测非线性负荷产生的谐波电流。DSP产生的控制信号控制IGBT高速开关器件，经过输出电抗器，输出与负荷产生的谐波电流大小相等、相位相反的谐波电流，起到补偿谐波的作用，其结果是系统只向负荷提供基波电流。在设计有源滤波器治理位置时，需要根据剧场配电系统和负荷情况的不同，设计不同的安装位置。由于有源电力滤波器安装位置灵活，可以完全实现根据设计需要达到最完美的谐波治理效果。 ③采用混合型滤波器。可将有源电力滤波器与无源电力滤波器混合使用。其中，无源滤波器由3、5、7、9次单调谐滤波器支路及高通滤波器支路组成。有源滤波器由8个IGBT、直流电容及滤波电感构成。直流电容可为有源滤波器提供一个稳定的直流电压；滤波电感可减小有源滤波器产生的高频开关频率谐波。由于有源滤波器不是直接对谐波电流进行消除，它所产生的补偿电压中只含有谐波电压，具有良好的经济性，从而可降低系统成本。 ④采用谐波保护器。采用磁性方法治理谐波比有源滤波器成本更低。谐波保护器从任何一种谐波对电路系统带来危害的本质上着手解决问题，即采用磁场吸收谐波能量的方法，具有很高的可靠性与使用寿命。此类产品如谐波保护器（HPD），采用了超微晶合金材料与创新科技的特别电路，能吸收各种频率各种能量的谐波干扰，将谐波消除在发生源，自动消除对用电设备产生的随机高次谐波和高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰。HPD并联在电路中使用，本身并不耗电。 4 结语 随着非线性电力设备的广泛应用，电力系统中谐波问题越来越严重，一方面造成了电力设备的损坏，加速绝缘老化，另一方面也影响了计算机、电视系统等电子设备正常工作，直接扰乱了人们的正常生活。 谐波问题涉及供电部门、电力用户和设备制造商，谐波问题已引起人们的高度重视。应合理规划电网，电力电子设备（特别一次设备）应符合电磁发射水平，电子设备、电子仪器应满足电磁兼容性要求。 参考文献： [1]戴瑜兴，张义兵，故庆伟.智能建筑谐波和无功功率的综合治理[J]．电工技术，2003（12）：31-33.
