仝 帅

（苏州建筑装饰设计研究院有限公司，江苏 苏州 215000）

电流谐波对电气设备的危害及控制

仝 帅

（苏州建筑装饰设计研究院有限公司，江苏 苏州 215000）

电气设备中许多地方都会出现谐波现象，这种情况遍布于我们的生活之中，本文就经过研讨分析电气设备中发生谐波的危害性，提出了个人的一些见解，希望能为同行与相关单位提供参考。

电流谐波；电气设备；危害及控制

引言：在非线性阻抗性类型的电力设备实行供电时，谐波的出现有很大机率，谐波会对电力体系出现较大的影响，妨碍电气设备的正常运作，特别是电容器、变压器和电机设备。本文讲述了谐波对电气设备的影响，分析了造成电气设备出现谐波的原因，并依据这些原因提出了可使用的有效治理措施。希望可以经过维护电气设备的正常运行和保障电气设备的供电质量，降低谐波出现的损害，为同类行业提供有效的参考。

1、谐波源

谐波源的产生与电气体系中的线性负荷与非线性负荷相关。

1.1 线性负荷

线性负荷是指只含有线性元件(电阻、电感或电容)的负荷，对于这类负荷，流过的电流和所施加的电压呈线J哇关系，假如施加的电压为正弦波，而流过的电流也是正弦波，比如白炽灯、电动机。

1.2 非线性负荷

流过的电流和所加的电压不呈线性关系的负荷，属于非线性负荷。在电气体系中，有许多具备非线性特性的电气设备，这些设备运行时会在电网出现谐波电流或出现谐波电压，这类设备是电气体系中重要的谐波源。在海洋石油体系中这类设备有∶带有功率电子器件的功率转换设备、电源开关、变频传动装置、整流器、充电器、交流控制器、照明控制体系、变压器、、启动中的大电机、弧焊机和其它产生电弧的设备等。这些设备产生的电流是非正弦形的，其谐波分量使系统正弦电压产生畸变。而这其中又以大容量的变压器、电潜泵变频器、UPS、钻井设备等为主要的谐波源。

2、谐波危害分析

2.1 电气设备平常工作受阻

就部分二相供电的电气设备来说，当其处于基频状况下时，二项系统中的各个使用相线接法的中点电压都发生相位移动情况，且移动角度为120°。假如各个相位都具备相等的负荷能量，那么中性线的电流量处于0值状态。如果发生二项负荷不均衡的情况，就只能够使用去除均衡值的形式，让电流进入中性线，在现实操作中能够应用这一办法来去除中性线所具备的普通容量。但由于谐波具备较高的频率，通常不能实行常规的抵消操作，让中性导线发生过热情况，最后导致电气设备工作受阻。另外，部分场所的电力体系对供电质量有较高要求，但其电气设备又没有配备专门的谐波过滤元件，也会因为供电质量降低而发生电气设备工作受阻的状况。

2.2 电气设备供电系统老化加快

由于谐波具备较高的频率，因此电力系统中的正弦波也较高，从而很大机率导致造成电气设备的供电元件产生发生涡流损耗上升和磁滞的情况。还有供电元件的绝缘材料部分受到的电应力也跟着升高，铜耗能量跟着升高，温度增加，噪声变大，最后让电气设备的供电元件老化加快，减少了全体的使应用年限。

2.3 电气设备产生毁损

如果电气设备中存在大量的谐波，就会导致电气设备负荷过大。由于很多电气设备长期处在供电变动状态，如果满足某些特定的原因变成并联或串联的谐振条件，并同时满足必定频率，就发生谐波振荡情况。很大机率会导致电气设备中的电机模块发生振荡力矩，甚至引起机械共振，最后造成电气设备被损坏。另外，谐波振荡还能影响电气仪表的准确度。比如太大的高次谐波电流流入电能表也许烧电流线圈，频次太高时，电能表也许停转或烧坏。假如谐波的电压值太高，而且与电力系统的电压实行叠加，就会导致电容器两端的电压增加，最后引起过电压情况。

3、谐波的治理办法

3.1 从供电源头增强治理

谐波的发生一般是在供电部分，为了减少谐波对电气设备的影响，处理的根本在于从供电源头增强治理。例如，能够对线性负荷和非线性负荷从公共连接点着手分开供电，使得非线性负荷发生的谐波不会影响到线性负荷。另外，实施无功补偿也是从供电源头减少谐波影响的一个主要办法，它可以起到固定受电端和电网的电压，提升供电质量的作用，降低谐波损害。

3.2 电气设备增强供电模块的设计

在电气设备端，就需要增强供电模块的设计，经过在供电模块之中加装无源滤波器，从而变成一个阻抗很低的谐振点，让它过滤掉谐波。由滤波电容器、电抗器与电阻器组合而成的是无源谐波滤波器，就是所谓的LC滤波器。它和谐波源并联，它能起滤波作用和兼顾无功补偿的需要。当谐波电流由外网进入而影响内网负荷设备的平常运行时，在电源和负荷设备之间接入串联滤波器就能够阻止谐波保障负荷设备的平常运行。这种形式是相对容易完成的，并且也可以保证电气设备在不一样的工作环境之下，一直可以具有较强的谐波过滤能力，保证供电质量，使得电气设备在随便条件之下都可以固定的实施工作。这种滤波器因其构造方便、投资少、运行可靠性较高和运行费用较低，使用较为广泛。

3.3 安装有源谐波滤除装置

跟着科学技术的接连发展，在无源谐波过滤器的基本上研究出了新型的有源谐波滤除装置，它的优点在于使用补偿无功率技术，可以抑制谐波的产生，它可以补偿频率和幅值都产生变化的谐波。有源谐波滤除装置的原理是创建出一个和电力系统谐波的频率、幅度一样，但具备相反相位的谐波电流，让电力系统的谐波电流和该谐波电流相抵消，让电网电流中值存在基波分量，这样来达到清除谐波的目标。因为有缘谐波滤除装置不会受到电网阻抗的干扰，因此它可以及时补偿幅值、频率都处于转变状态的谐波，因此该装置具备优秀的滤波作用。

3.4 使用新一代的节能、安全、环保型高新技术的电气设备

电气设备使用更好地清除谐波的优秀产品。以变压器为例子：在建议节约资源保护环境的今天，国内变压器的总损耗约占体系总发电量的10%，作为输变电行业的耗能大户的变压器，它的节能降耗已刻不容缓。这些年，城网农网的配网改造与高层建筑已着手宣传应用立体卷铁心变压器，取代古老的叠铁心变压器与平面卷铁心变压器。立体卷铁心的特征之一：空载电流小，很大程度把无功损耗降低了，供电品质改善；立体卷铁心构造完全对称，三相磁路平衡，无三次谐波发生生；使用D，yn11接线，抑制高次谐波，改善供电波形。因此，使用更为新型先进、环保、安全可靠的电气设备，也能更好地清除谐波的影响。

3.5 行政上的措施

现在，供电部门正在思考对用户的用电设备与负荷性质在送电前实施严格审查，对谐波源设备催促用户增加谐波滤波器设备，以净化供电环境，其他，供电部门也正规划出台一连串有关规定，对无功补偿达不到数值需求的用户实施处罚与强制整改，从技术上与行政办法上清除谐波的影响。

结语

跟着社会经济的接连发展，在我们的生产生活中的使用也愈来愈多的电气设备，发生谐波的电气设备在加多，谐波的流传也愈来愈严重。为了把谐波对电气设备所发生的影响降低，提升电气设备的供电质量，本文讲述了谐波的产生原因，深入分析了谐波在电气设备中发生的损害，并针对这些损害提出了有效的防范办法 ，以确保在现实生活工作中，电气设备可以正常运行，远离谐波危害。

[1]叶志斌.电流谐波对电气设备的危害及控制[J]. 《科技与企业》 ,2011,(6).

[2]杨福猛、袁晓斌、马鑫金、徐伦，电力系统谐波检测技术及DSP实现[J].安徽师范大学学报（自然科学版），2009（06）.

[3]李汉伟，谐波对电气系统的影响及其抑制方法[J].铁道勘测与设计，2008（03）.

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1007-6344（2015）06-0156-01