淺說(shuō)電網(wǎng)諧波污染產(chǎn)生的原因和帶來(lái)的危害以及治理措施
淺說(shuō)電網(wǎng)諧波污染產(chǎn)生的原因與危害以及治理措施！
電網(wǎng)諧波污染即電力系統(tǒng)的諧波問(wèn)題。早在20世紀(jì)初電網(wǎng)中的諧波問(wèn)題就已經(jīng)引起了人們的注意，隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置廣泛運(yùn)用到各行各業(yè)，而諧波所造成的危害也日趨嚴(yán)重。
一、電網(wǎng)諧波污染產(chǎn)生的原因
到底是什么對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生了污染呢？電網(wǎng)諧波主要產(chǎn)生于以下幾個(gè)方面：
1、發(fā)電源質(zhì)量不高產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
發(fā)電機(jī)的三相繞組在制作時(shí)很難做到絕對(duì)對(duì)稱，鐵心也很難做到絕對(duì)均勻一致，加上其他一些原因，發(fā)電源會(huì)產(chǎn)生一些諧波，但它產(chǎn)生的諧波一般來(lái)說(shuō)很少，不是主要原因。
2、輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
輸配電系統(tǒng)中主要是電力變壓器產(chǎn)生諧波，由于變壓器鐵芯飽和，磁化曲線的非線性，加上變壓器設(shè)計(jì)上將其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上，使得磁化電流呈尖頂波形，因而含有奇次諧波。
3、用電設(shè)備產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
晶閘管整流裝置采用移相控制，從電網(wǎng)吸收的是缺角的正弦波，而給電網(wǎng)留下的也是另一部分缺角的正弦波，顯然在留下部分含有大量的諧波。如果整流裝置為單相整流電路，在接感性負(fù)載時(shí)則含有奇次諧波電流，其中3次諧波的含量可達(dá)基波的30%；接容性負(fù)載時(shí)則含有奇次諧波電壓，其諧波含量隨電容值的增大而增大。統(tǒng)計(jì)表明：由整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近40%，這是zui大的諧波源。
4、變頻裝置、家用電器等產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
由于變頻裝置采用了相位控制，諧波成分很復(fù)雜，隨著變頻調(diào)速的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，對(duì)電網(wǎng)造成的諧波也越來(lái)越多。家用電器中一些具有調(diào)壓整流裝置也會(huì)產(chǎn)生較深的奇次諧波，有繞組的設(shè)備中，因不平衡電流的變化也會(huì)改變波形，雖然家用電器功率較小，但數(shù)量龐大，也是諧波的主要來(lái)源之一。
二、電網(wǎng)諧波污染帶來(lái)的危害
電網(wǎng)是用來(lái)給設(shè)備提供穩(wěn)定的運(yùn)行電壓，而電網(wǎng)諧波造成的電網(wǎng)污染使正弦電壓、電流波形畸變，會(huì)給電力系統(tǒng)的發(fā)供電設(shè)備出現(xiàn)許多異?，F(xiàn)象和故障。電力系統(tǒng)中諧波的危害是多方面的：
1、對(duì)供配電線路的危害
供配電系統(tǒng)的電力線路與電力變壓器一般采用電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器或晶體管繼電器予以檢測(cè)保護(hù)，使得在故障情況下保障線路與設(shè)備的安全。但在電網(wǎng)諧波的影響下，繼電器容易產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，不能全面有效的起到保護(hù)作用。同時(shí)電力系統(tǒng)中的諧波使得電網(wǎng)電壓和電流波形發(fā)生畸變，影響電網(wǎng)的質(zhì)量。
2、對(duì)電力設(shè)備的危害
當(dāng)電網(wǎng)存在諧波時(shí)，會(huì)使電力電容器使用壽命縮短，諧波嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使電容器鼓肚、擊穿等，而且電力電容器投入到電壓已經(jīng)畸變的電網(wǎng)中時(shí)還可能使電網(wǎng)的諧波加劇。電網(wǎng)中的諧波使變壓器各種損耗加大，影響到變壓器的實(shí)際使用容量，在選擇變壓器的同時(shí)不得不考慮留出電網(wǎng)中的諧波含量，此外諧波使得變壓器噪聲增大。電力電纜也會(huì)因?yàn)橹C波次數(shù)高頻率上升而產(chǎn)生嚴(yán)重的趨膚效應(yīng)，電纜實(shí)際載流量變小。
電動(dòng)機(jī)受到諧波影響后增加了附加損耗，效率降低，嚴(yán)重時(shí)電動(dòng)機(jī)會(huì)過(guò)熱。負(fù)序諧波產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)會(huì)減少電動(dòng)機(jī)出力，另外電動(dòng)機(jī)的諧波電流，當(dāng)頻率接近某零件的固有頻率是還會(huì)發(fā)生共振，發(fā)出噪聲。
電網(wǎng)的諧波還會(huì)對(duì)弱電系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生干擾，影響電力測(cè)量的準(zhǔn)確性，并且對(duì)人體還有一定程度影響。
三、電網(wǎng)諧波污染控制與治理措施
我國(guó)于1993年頒布了限制電力系統(tǒng)諧波的標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 14549-1993 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》，規(guī)定了公用電網(wǎng)諧波電壓限值和用戶向公用電網(wǎng)注入諧波電流的允許值，電力系統(tǒng)方面也做了大量的防止高次諧波入侵電網(wǎng)的各項(xiàng)措施。
在實(shí)際工作中的電網(wǎng)諧波治理從對(duì)諧波治理技術(shù)研究和監(jiān)督監(jiān)測(cè)手段方面來(lái)進(jìn)行。如在設(shè)備輸入端加入濾波器，在用電設(shè)備配電回路中使用無(wú)功補(bǔ)償裝置、綜合電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置等。
在諧波監(jiān)督監(jiān)測(cè)方面采用變頻功率分析儀器，能夠完成快速計(jì)算，采樣頻率足夠高，采樣點(diǎn)數(shù)多，準(zhǔn)確度高，完成對(duì)測(cè)量端的諧波分析。
拓普電氣主營(yíng)設(shè)備：
變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)成套裝置、直流高壓發(fā)生器、SF6氣體微水儀、SF6氣體檢漏儀、SF6氣體純度測(cè)試儀、SF6氣體綜合測(cè)試儀、SF6密度繼電器校驗(yàn)儀、試驗(yàn)變壓器（工頻耐壓試驗(yàn)裝置）、變頻抗干擾高壓介質(zhì)損耗測(cè)試儀、三倍頻發(fā)生器（感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置）、倍頻發(fā)電機(jī)組、交直流分壓器（高壓測(cè)量?jī)x）、大電流發(fā)生器（升流器）、變壓器直流電阻測(cè)試儀、變壓器變比測(cè)試儀、變壓器容量特性測(cè)試儀、變壓器空載短路測(cè)試儀、變壓器有載分接開關(guān)測(cè)試儀、變壓器繞組變形測(cè)試儀、變壓器特性綜合測(cè)試臺(tái)、變壓器鐵芯接地電流測(cè)試儀、微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀、互感器特性綜合測(cè)試儀、高壓開關(guān)機(jī)械特性測(cè)試儀（斷路器特性測(cè)試儀）、回路電阻測(cè)試儀（接觸電阻測(cè)試儀）、氧化鋅避雷器測(cè)試儀、輸電線路參數(shù)測(cè)試儀、電容電感測(cè)試儀、接地電阻測(cè)試儀、絕緣電阻測(cè)試儀（兆歐表）、絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)試儀（絕緣油耐壓測(cè)試儀）、絕緣油色譜儀、絕緣靴（手套）耐壓試驗(yàn)裝置、電力安全工器具試驗(yàn)設(shè)備、蓄電池恒流放電測(cè)試儀、礦用電纜故障測(cè)試儀、真空濾油機(jī)、礦用檢測(cè)設(shè)備、油品分析儀器、智能型太陽(yáng)能光伏接線盒測(cè)試儀、電熱電器、絕緣制品等。
信息整理：揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司
電網(wǎng)諧波污染即電力系統(tǒng)的諧波問(wèn)題。早在20世紀(jì)初電網(wǎng)中的諧波問(wèn)題就已經(jīng)引起了人們的注意，隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置廣泛運(yùn)用到各行各業(yè)，而諧波所造成的危害也日趨嚴(yán)重。
一、電網(wǎng)諧波污染產(chǎn)生的原因
到底是什么對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生了污染呢？電網(wǎng)諧波主要產(chǎn)生于以下幾個(gè)方面：
1、發(fā)電源質(zhì)量不高產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
發(fā)電機(jī)的三相繞組在制作時(shí)很難做到絕對(duì)對(duì)稱，鐵心也很難做到絕對(duì)均勻一致，加上其他一些原因，發(fā)電源會(huì)產(chǎn)生一些諧波，但它產(chǎn)生的諧波一般來(lái)說(shuō)很少，不是主要原因。
2、輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
輸配電系統(tǒng)中主要是電力變壓器產(chǎn)生諧波，由于變壓器鐵芯飽和，磁化曲線的非線性，加上變壓器設(shè)計(jì)上將其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上，使得磁化電流呈尖頂波形，因而含有奇次諧波。
3、用電設(shè)備產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
晶閘管整流裝置采用移相控制，從電網(wǎng)吸收的是缺角的正弦波，而給電網(wǎng)留下的也是另一部分缺角的正弦波，顯然在留下部分含有大量的諧波。如果整流裝置為單相整流電路，在接感性負(fù)載時(shí)則含有奇次諧波電流，其中3次諧波的含量可達(dá)基波的30%；接容性負(fù)載時(shí)則含有奇次諧波電壓，其諧波含量隨電容值的增大而增大。統(tǒng)計(jì)表明：由整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近40%，這是zui大的諧波源。
4、變頻裝置、家用電器等產(chǎn)生電網(wǎng)諧波污染
由于變頻裝置采用了相位控制，諧波成分很復(fù)雜，隨著變頻調(diào)速的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，對(duì)電網(wǎng)造成的諧波也越來(lái)越多。家用電器中一些具有調(diào)壓整流裝置也會(huì)產(chǎn)生較深的奇次諧波，有繞組的設(shè)備中，因不平衡電流的變化也會(huì)改變波形，雖然家用電器功率較小，但數(shù)量龐大，也是諧波的主要來(lái)源之一。
二、電網(wǎng)諧波污染帶來(lái)的危害
電網(wǎng)是用來(lái)給設(shè)備提供穩(wěn)定的運(yùn)行電壓，而電網(wǎng)諧波造成的電網(wǎng)污染使正弦電壓、電流波形畸變，會(huì)給電力系統(tǒng)的發(fā)供電設(shè)備出現(xiàn)許多異?，F(xiàn)象和故障。電力系統(tǒng)中諧波的危害是多方面的：
1、對(duì)供配電線路的危害
供配電系統(tǒng)的電力線路與電力變壓器一般采用電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器或晶體管繼電器予以檢測(cè)保護(hù)，使得在故障情況下保障線路與設(shè)備的安全。但在電網(wǎng)諧波的影響下，繼電器容易產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，不能全面有效的起到保護(hù)作用。同時(shí)電力系統(tǒng)中的諧波使得電網(wǎng)電壓和電流波形發(fā)生畸變，影響電網(wǎng)的質(zhì)量。
2、對(duì)電力設(shè)備的危害
當(dāng)電網(wǎng)存在諧波時(shí)，會(huì)使電力電容器使用壽命縮短，諧波嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使電容器鼓肚、擊穿等，而且電力電容器投入到電壓已經(jīng)畸變的電網(wǎng)中時(shí)還可能使電網(wǎng)的諧波加劇。電網(wǎng)中的諧波使變壓器各種損耗加大，影響到變壓器的實(shí)際使用容量，在選擇變壓器的同時(shí)不得不考慮留出電網(wǎng)中的諧波含量，此外諧波使得變壓器噪聲增大。電力電纜也會(huì)因?yàn)橹C波次數(shù)高頻率上升而產(chǎn)生嚴(yán)重的趨膚效應(yīng)，電纜實(shí)際載流量變小。
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電網(wǎng)的諧波還會(huì)對(duì)弱電系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生干擾，影響電力測(cè)量的準(zhǔn)確性，并且對(duì)人體還有一定程度影響。
三、電網(wǎng)諧波污染控制與治理措施
我國(guó)于1993年頒布了限制電力系統(tǒng)諧波的標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 14549-1993 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》，規(guī)定了公用電網(wǎng)諧波電壓限值和用戶向公用電網(wǎng)注入諧波電流的允許值，電力系統(tǒng)方面也做了大量的防止高次諧波入侵電網(wǎng)的各項(xiàng)措施。
在實(shí)際工作中的電網(wǎng)諧波治理從對(duì)諧波治理技術(shù)研究和監(jiān)督監(jiān)測(cè)手段方面來(lái)進(jìn)行。如在設(shè)備輸入端加入濾波器，在用電設(shè)備配電回路中使用無(wú)功補(bǔ)償裝置、綜合電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置等。
在諧波監(jiān)督監(jiān)測(cè)方面采用變頻功率分析儀器，能夠完成快速計(jì)算，采樣頻率足夠高，采樣點(diǎn)數(shù)多，準(zhǔn)確度高，完成對(duì)測(cè)量端的諧波分析。
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