低压系统谐波治理研究与应用

2013-03-11马双

中国高新技术企业 2013年1期

摘要：文章针对谐波对用电系统带来的电磁干扰和污染的问题进行了系统分析，探讨了低压系统谐波治理方案，全面地分析了谐波的来源和危害性，并对谐波干扰的防范与处理措施进行研究，提出谐波治理方案及解决对策。文章有效治理的建议对电力系统和电力用户具有重要意义。

关键词：变频器；谐波治理；用电系统；电磁干扰；谐波污染

中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）01-0104-03

随着工业自动化技术的不断提高，变频器的使用范围在逐步加大，随之变频器高次谐波带来的电磁干扰和污染问题也随之而来，尤其是在高精度仪表和微电子控制系统等应用中，谐波干扰问题尤为突出。怎样处理好用电系统的谐波污染，特别是在对谐波污染要求高的场所尤为重要。

1谐波对用电系统的危害

谐波主要是由于大容量整流或换流设备以及其他非线性负荷，导致电流波形畸变造成的。随着经济发展，大量非线性负荷增加，特别是电子技术、节能技术和控制技术的进步，在化工、冶金、钢铁、煤矿和交通等部门大量使用各种整流设备等与日俱增，使得电力系统波形严重畸变。

电力谐波的主要危害有：影响供电系统的稳定运行，供配电系统中的电力线路与电力变压器，一般采用电磁继电器或新式微机保护进行检测保护，在系统中这些属于敏感元件，继电器受到高次谐波的影响容易产生误动作，微机保护由于采用了整流采样电路，也极易受到谐波的影响导致误动或拒动，这样谐波严重威胁供电系统的稳定与安全运行。使电气设备过热、产生振动和噪声，使绝缘老化，寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波还会引起电力系统局部发生并联谐振或串联谐振，使谐波含量被放大，致使电容器等设备烧毁。在三相四线制系统中，零线会由于流过大量的3次及其倍数次谐波电流造成零线过热，甚至引发火灾。谐波会导致电气测量仪表计量不准确，通过电磁感应和传导耦合等方式对邻近的电子设备和通信系统产生干扰，降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通信设备。电力线路上流过的3、5、7、11、13等幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合，在邻近电力线的通信线路中产生低频干扰电压，干扰通信系统的工作，影响通信线路通话的清晰度。另外高压直流（HVDC）换流站换相过程中产生的电磁噪声（3～10kHz）会干扰电力载波通信的正常工作，并使利用载波工作的闭锁和继电保护装置动作失误，影响电网运行的安全。随着高科技产业的发展，电力用户对供电的质量和可靠性越来越敏感，电器设备的正常运行甚至使用寿命都与之息息相关。

2谐波治理建议

3谐波治理改造后达到的效果

（1）谐波电流各项电能指标均达到并符合国家标准，保证电网安全、可靠、经济运行。

（2）降低电流波形畸变率；降低主要次波电流；杜绝智能开关的误动作，提高精密仪器测量精度和稳定性。

（3）改造后该变压器对应的电容柜正常运行，确保电容正常使用寿命。

（4）电力系统对应的车间电力设备损耗下降，噪音降低，减缓绝缘老化程度。

（5）变压器运行温度将会有明显下降，延长设备使用寿命，工作效率将有所提高。

4谐波治理后经济效益分析

（1）由于降低了该变电所对应的变压器运行的温度、损耗、噪音，将会减缓绝缘老化程度，延长变压器的使用寿命，并可降低维护费用，间接地降低了运行成本。

（2）该变压器所对应的所有电器设备的运行温度将会大幅降低，这会导致其提高工作效率，延长使用寿命。

（3）将会去除谐波导致电器设备烧毁这一潜在危害，保障整体设备安全、稳定运行。由于投入的设备具有一定的节能效果以及通过无功补偿，提高了功率因数，降低单位产量能耗，在节能减排过程中，能取得相当的经济效益和社会效益。

参考文献