諧波是由于大量電力電子設備這樣的非線性負載的投入運行,導致供電電壓電流波形發(fā)生畸變,通過對畸變的電壓、電流波形數(shù)據(jù)進行傅里葉分解,分解出的頻率高于50HZ基波頻率的分量成為諧波。
諧波對電氣設備的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1) 諧波對旋轉電機的影響
諧波對旋轉電機的主要影響是引起附加損耗,其次是產(chǎn)生機械振動、噪聲和諧波過電壓。
(2) 諧波對供電變壓器的影響
諧波電流不但引起變壓器繞組附加損耗,也引起外殼、外層硅鋼片和某些緊固件發(fā)熱,并且有可能引起局部的嚴重過熱。諧波使變壓器噪聲增大,諧波源造成的流經(jīng)變壓器的諧波電流在諧振條件下可能損害變壓器。
(3) 諧波對換流裝置的影響
交流電網(wǎng)的電壓畸變可能引起常規(guī)變流器控制角的觸發(fā)脈沖間隔不等,并通過正反饋而放大系統(tǒng)的電壓畸變,使整流器的工作不穩(wěn)定;而對逆變器則可能發(fā)生連續(xù)的換相失敗而無法正常工作,甚至損壞換相設備。
(4) 諧波對并聯(lián)補償電容器和電纜的影響
諧波會引起電容器局部放電,加速電容器介質老化,縮短使用壽命。在一定條件下諧波極易與無功補償電容器組引起諧振或諧波放大,從而導致電容器因過負荷或過電壓而損壞;對電力電纜也會造成電纜的過負荷或過電壓擊穿。國內(nèi)外在這方面的教訓是深刻的,國內(nèi)在許多電力系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)內(nèi)都發(fā)生過無功補償電容器組無法投入運行,大批電容器損壞的事故。
(5) 諧波對通信的干擾和影響
諧波通過電容耦合、電磁感應和電氣傳導會感應到通信線路上,可能損害通話的清晰度,觸發(fā)電話鈴響,甚至在極端情況下,威脅通信設備和人員的安全。
(6) 諧波對繼電保護和自動裝置的影響
諧波對繼電保護和自動控制裝置產(chǎn)生干擾和造成誤動和拒動。尤其是一些衰減時間較長的暫態(tài)過程,如變壓器合閘涌流中的諧波分量,由于其幅值強大、諧波含量也很大,更容易引起繼電保護的誤動作。
諧波治理就是通過各種措施減少諧波的產(chǎn)生或者使產(chǎn)生的諧波流入濾波設備,或者抵消產(chǎn)生的諧波等手段,使電網(wǎng)上的諧波含量符合國家標準的要求。
諧波治理目前遵循誰污染誰治理,即產(chǎn)生諧波的企業(yè)必須做諧波治理,達到國標要求。
諧波治理的措施包括增加無源濾波設備,使諧波流入無源濾波設備而不注入電網(wǎng),
或有源濾波設備,產(chǎn)生和現(xiàn)存諧波相反的諧波,使之互相抵消,
變更整流器的方式減少諧波,變更變壓器的連接方式使之不注入電網(wǎng)等,
主要的措施是加裝無源濾波設備或有源濾波設備。


專家介紹說,三次諧波污染主要存在于低壓配電網(wǎng)中。對電網(wǎng)危害主要有:功率損耗增加、設備壽命縮短、接地保護功能失常、遙控功能失常、電網(wǎng)過熱等。對配電站,諧波會造成電子器件誤動作、電容器損壞、附加磁場、中性線過載和電纜著火。
電網(wǎng)諧波產(chǎn)生的原因是整流器、UPS電源、電子調速裝備、熒光燈系統(tǒng)、計算機、微波爐等電力電子設備和電器設備的使用。在這些設備集中使用的地區(qū),如工廠車間、公寓大廈、居民小區(qū)、寫字樓、酒店商廈等,諧波污染相當嚴重,電源質量明顯下降。特別是三次諧波會產(chǎn)生特別高的中線電流,甚至會超過相電流值,因此造成電器設備壽命大為減短,電網(wǎng)過熱,甚至可能引起火災。
電力諧波也是一種污染,基于其可能造成負面影響,各國紛紛出臺治理措施。主要是制定相關標準,包括對產(chǎn)生諧波設備的限制要求;分析現(xiàn)有電網(wǎng)和待建電網(wǎng)中的諧波情況,局部重組電網(wǎng)結構;分離或隔離產(chǎn)生諧波的設備,使用濾波器等。