王清彬 秦艳 明爱红 国网昌吉供电公司

近几年电力系统发展已进入崭新阶段，电力市场也随之开放，无论是生活还是工作随处可见非线性负荷身影。而当电网处于工作状态时，不同层级电网夹杂了大量谐波从而涌入电网内部，后果极其严重，电网电流变异，影响了电力系统运行，难以保障电能质量，严重威胁电力系统高效、安全、稳定运行。因而应深层次钻研电力系统谐波问题，制定有效的抑制措施，减轻谐波带来的危害，恢复电力系统稳定。

一、谐波概述

（一）定义

利用傅里叶级数推断周期性的非正弦电量，不仅可以得知和电网基波频率相等分量，还可以知晓超过电网基波频率分量值，对于超出的分量便叫做谐波。一般情况下谐波频率泛指和基波频率的比值，叫做谐波次数。谐波频率代表基频倍数，例如基波频率制定50赫兹，2次谐波指定100赫兹，根据此事物原理，推出与之相同的其他事物原理，变异电流作为计量标准，变为2次谐波、3次谐波。谐波属于干扰性电流，以此削减电网能量。

（二）产生

产生谐波的根本因素是应用了非线性负载，尽管期许电力系输送出来的正弦波电流与电压符合标准，然而正弦波电流途经非线性负载时完成输配电，电流、电压处于非线性不相关状态，系统内部涌现很多非正弦电流，随即衍生出谐波。当电网将电量传输给非线性负载时就要必须途经谐波电流，一些与谐波接触的设备会发生不同程度的变化。基于电力系统环境下，通常称非线性元件叫做谐波源，工作波形是非正弦波。部分是把直流电源换化为方波，比如变频器。该设备应用于电力系统中，促使其基波变异，但是对于线性阻抗设备工作原理来说，主要依附感抗涡流和容性电离来完成，比如电弧炉和中频感应炉。此类用电设备运行时会产生不规则波和脉冲尖，这些不规则波和脉冲将直接影响系统基波，增加变异概率，谐波污染趋于严重化[1]。

二、电力系统谐波危害

高次谐波电流的产生主要受非线性负载的影响，倘若把该电流融入至公用电网中则会在电网抗组中形成高次谐波电压降，促使正弦波电压变异。在线路内部引入变异电压，高次谐波电流就会进入线性用电负载，扩散谐波污染。电力系统谐波危害主要涉及以下几点：①谐波电流的形成可在某些程度上消耗更多用电线路和电力设备能量，聚集众多发热来缩减用电线路和电力设备的应用期限，另外用电线路和电力设备在工作过程中会发出高频率噪音。②严重影响异步电动机的转矩曲线，导致该设备变异情况严重，阻碍做工细节，无法完全展现其作用价值。③低频次谐波通常情况是无法符合换流装置工作标准。④电流、变压装置和自动控制装置在运行状态时会受到谐波电流的扰乱，使它们逐渐与原有工作轨迹拉开距离。⑤大指标电网谐波比例可相对减弱消弧线圈的灭弧功效，导致灭弧功效无法正常显现出来，单相重合闸失败，并且延长自动重合闸时间。⑥使电能剂量精准度直线下滑。⑦谐波的产生可能引发谐振[2]。⑧电容器受损。谐波对于并联补偿电容器带来的影响是极大的，根本原因是增加介质消耗度，致使电容器热量增加，受损严重，也有部分介质中周围出现放电情况，导致电容器受损严重。

三、电力系统抑制谐波危害的措施

要抑制和缓解谐波造成的危害可从两个角度分析，一般使用频率最高的抑制措施有防范性和补偿性。其中防范性措施亦可分为两类：首先，全面分析供电设备整体构造，最终找出问题并解决，从设计、制造、配置入手，从而减少谐波。其次，从谐波发源地抑制谐波的生成，具体借助整流器的调节使脉动数达到标准。补偿措施使用方法有：转换馈线参数，选择滤波器。以下是从两个角度分析和研究抑制谐波的有效措施[3]：①对于变压器连接作业而言，通常选择的连接手段是绕组，以此降低部分次数谐波，例如采用三角连接方式和星形连接方式对三相整流变压器加以并联，从而抑制高次谐波的发生。②将整流装置脉动数进行上调。该装置是谐波形成的重要因素，可借助谐波电流频率和脉动数之间的关系，谐波频率和脉动数呈正比例关系，谐波次数和谐波电流成反比例，这时可通过上调脉动数来抑制谐波电流的生成。③脉宽调制法。如今脉宽调制法在整流装置方面广泛应用，该工作模式下的整流器不单单投入在整流上，亦可适用于有源逆变，把直流电能输送至交流系统。选择脉宽调制法，在频率周期范围内使用，将直流电压调制成等幅不等宽的交流电压脉冲能够全面抑制谐波。④科学使用滤波器。将滤波装置安插在谐波形成的位置，这种方法能够有效抑制谐波的产生，并且效果明显。目前可供选择的滤波器有三种，分别为无源滤波、有源滤波、混合型滤波。⑤谨慎采用并联电容器组中串联电抗器的参数。把串联电抗器安装至电容中能够很好的起到减少谐波电流对其损耗以及电网谐波污染的作用，串联的电抗器可以参照不同的谐波强度来明确采用不同比例的电抗值。

四、结语

综上所述，谐波的出现可能会使供电企业电压出现异常，同时也会影响到电力生产设备的安全、平稳运行，增加电网的消耗率，对继电保护装置运行造成干扰，给供电企业经济利益带来巨大损失。面对这种局面，应重点从基础层面讨论和分析，实时追踪和引入先进的谐波抑制手段和新型技术，大力推广抑制谐波的措施，将危害降到最低，促使电力系统运行效率的全面提升，推动我国电力系统谐波综合治理的进程。