諧波電流就是將非正弦周期性電流函數(shù)按傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)時(shí)，其頻率為原周期電流頻率整數(shù)倍的各正弦分量的統(tǒng)稱(chēng)。頻率等于原周期電流頻率k倍的諧波電流稱(chēng)為k次諧波電流，k大于1的各諧波電流也統(tǒng)稱(chēng)為高次諧波電流。諧波電流和諧波電壓的出現(xiàn)，對(duì)公用電網(wǎng)是一種污染，它使用電設(shè)備所處的環(huán)境惡化，也對(duì)周?chē)挠秒娫O(shè)備造成影響。電力網(wǎng)中非線(xiàn)性負(fù)載的逐漸增加是全世界共同的趨勢(shì)，如變頻驅(qū)動(dòng)或晶閘管整流直流驅(qū)動(dòng)設(shè)備、計(jì)算機(jī)、重要負(fù)載所用的不間斷電源(UPS) 、節(jié)能熒光燈系統(tǒng)等，這些非線(xiàn)性負(fù)載將導(dǎo)致電網(wǎng)污染，電力品質(zhì)下降，引起供用電設(shè)備故障, 甚至引發(fā)嚴(yán)重火災(zāi)事故等。諧波電流會(huì)導(dǎo)致變壓器，電動(dòng)機(jī)和備用發(fā)電機(jī)的運(yùn)行溫度(K參數(shù))嚴(yán)重升高。

諧波電流_諧波電流 -基本定義

一個(gè)周期信號(hào)可以通過(guò)傅里葉變換分解為直流分量c0和不同頻率的正弦信號(hào)的線(xiàn)性疊加：

其中，

為m次諧波的表達(dá)式，cm表示m次諧波的幅值，其角頻率為mω，初始相位為φm，其有效值為cm/√2。

當(dāng)m=1時(shí)，

為基波分量的表達(dá)式，其角頻率為ω，初始相位為φ1，其方均根值c1/√2稱(chēng)為基波有效值。

ω/2π為基波分量的頻率，稱(chēng)為基波頻率，基波分量的頻率等于交流信號(hào)的頻率。而m次諧波的頻率為基波頻率的整數(shù)倍（m倍）。

諧波電流是其頻率為原周期電流頻率整數(shù)倍的各正弦分量的統(tǒng)稱(chēng)。

一般來(lái)說(shuō), 理想的交流電源應(yīng)是純正弦波形，但因現(xiàn)實(shí)世界中的輸出阻抗及非線(xiàn)性負(fù)載的原因,，導(dǎo)致電源波形失真。 若電壓頻率是60Hz,，將失真的電壓經(jīng)傅立葉轉(zhuǎn)換分析后，可將其電壓組成分解為除了基頻(60Hz)外，倍頻(120Hz, 180Hz,…..)成份的組合。其倍頻的成份就稱(chēng)為諧波：harmonic。整流性負(fù)載的大量使用，造成大量的諧波電流，諧波電流產(chǎn)生電壓的諧波成份，間接污染了市電。另外一些市售的發(fā)電機(jī)或UPS本身輸出電壓就非純正弦波，甚至有方波的情形，失真情形更嚴(yán)重，所含諧波成份占了很大的比例。

對(duì)該問(wèn)題的介紹基于以下幾個(gè)方面：基本原理、主要現(xiàn)象和防止諧波故障的建議。 由于功率轉(zhuǎn)換（整流和逆變）而導(dǎo)致配電系統(tǒng)污染的問(wèn)題早在1960年代初就被許多專(zhuān)家意識(shí)到了。直到1980年代初，日益增長(zhǎng)的設(shè)備故障和配電系統(tǒng)異?，F(xiàn)象，使得解決這一問(wèn)題成為迫在眉睫的事情。 今天，許多生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有電力電子裝置是不可想象的。以下用電設(shè)備在許多工廠都得到了應(yīng)用：

1）照明控制系統(tǒng)（亮度調(diào)節(jié)）

2）開(kāi)關(guān)電源（計(jì)算機(jī)，電視機(jī)）

3）電動(dòng)機(jī)調(diào)速設(shè)備

4）自感飽和鐵芯

5）不間斷電源

6）整流器

7）電焊設(shè)備

8）電弧爐

9）機(jī)床（CNC）

10）電子控制機(jī)構(gòu)

11）EDM機(jī)械

所有這些非線(xiàn)性用電設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生諧波，它可導(dǎo)致配電系統(tǒng)本身或聯(lián)接在該系統(tǒng)上的設(shè)備故障。 僅考慮導(dǎo)致設(shè)備故障的根源就在發(fā)生故障現(xiàn)象的用電工廠內(nèi)可能是錯(cuò)誤的。故障也可能是由于相鄰工廠產(chǎn)生的諧波影響到公用配電網(wǎng)絡(luò)而產(chǎn)生的。 在您安裝一套功率因數(shù)補(bǔ)償系統(tǒng)之前，如下工作是非常重要的：對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試以確定什么樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)您是合適的。 可調(diào)諧的濾波電路和組合濾波器已經(jīng)是眾所周知的針對(duì)諧波問(wèn)題的解決方案。另外的方法就是使用動(dòng)態(tài)有源濾波器。

相關(guān)概念

1）諧波吸收器（調(diào)諧的）

由一個(gè)扼流線(xiàn)圈和一個(gè)電容器串聯(lián)組成的諧振電路并調(diào)諧為對(duì)諧波電流具有極小的阻抗。該調(diào)諧的諧振電路用于精確地清除配電網(wǎng)絡(luò)中的主要諧波成分。

2）諧波吸收器（非調(diào)諧的）

由一個(gè)扼流線(xiàn)圈和一個(gè)電容器串聯(lián)組成的諧振電路并調(diào)諧為低于最低次諧波的頻率以防止諧振。

3）諧波電流

諧波電流是由設(shè)備或系統(tǒng)引入的非正弦特性電流。諧波電流疊加在主電源上。

4）諧波

其頻率為配電系統(tǒng)工作頻率倍數(shù)的波形。按其倍數(shù)稱(chēng)為 n 次（ 3 、 5 、 7 等）諧波分量。

5）諧波電壓

諧波電壓是由諧波電流和配電系統(tǒng)上產(chǎn)生的阻抗導(dǎo)致的電壓降。

6）阻抗

阻抗是在特定頻率下配電系統(tǒng)某一點(diǎn)產(chǎn)生的電阻。阻抗取決于變壓器和連在系統(tǒng)上的用電設(shè)備，以及所采用導(dǎo)體的截面積和長(zhǎng)度。

7）阻抗系數(shù)

阻抗系數(shù)是 AF （載波）阻抗相對(duì)于 50Hz （基波）阻抗的比率。

8）并聯(lián)諧振頻率

網(wǎng)絡(luò)阻抗達(dá)到最大值的頻率。在并聯(lián)諧振電路中，電流分量 I L 和 I C 大于總電流 I 。

9）無(wú)功功率

電動(dòng)機(jī)和變壓器的磁能部分，以及用于能量交換目的的功率轉(zhuǎn)換器等處需要無(wú)功功率 Q 。與有功功率不同，無(wú)功功率并不做功。計(jì)量無(wú)功功率的單位是 Var 或 kvar 。

10）無(wú)功功率補(bǔ)償

供電部門(mén)規(guī)定一個(gè)最小功率因數(shù)以避免電能浪費(fèi)。如果一個(gè)工廠的功率因數(shù)小于這個(gè)最小值，它要為無(wú)功功率的部分付費(fèi)。否則它就應(yīng)該用電容器提高功率因數(shù)，這就必須在用電設(shè)備上并聯(lián)安裝電容器。

11）諧振

在配電系統(tǒng)里的設(shè)備，與它們存在的電容 ( 電纜，補(bǔ)償電容器等 ) 和電感 ( 變壓器，電抗線(xiàn)圈等 ) 形成共振電路。后者能夠被系統(tǒng)諧波激勵(lì)而成為諧振。配電系統(tǒng)諧波的一個(gè)原因是變壓器鐵芯非線(xiàn)性磁化的特性。在這種情況下主要的諧波是 3 次的；它在全部 導(dǎo)體內(nèi)與單相分量具有相同的長(zhǎng)度，因而在星形點(diǎn)上不能消除。

12）諧振頻率

每個(gè)電感和電容的連接形成一個(gè)具有特定共振頻率的諧振電路。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)有幾個(gè)電感和電容就有幾個(gè)諧振頻率。

13）串聯(lián)諧振諧電路

由電感（電抗器）和電容 ( 電容器 ) 串聯(lián)的電路。

14）串聯(lián)諧振頻率

網(wǎng)絡(luò)的阻抗水平達(dá)到最小的頻率。在串聯(lián)諧振電路內(nèi)分路電壓 U L 和 U C 大于總電壓 U 。

15）分?jǐn)?shù)次諧波

頻率不是基波分量倍數(shù)的正弦曲線(xiàn)波。

技術(shù)原理

MKP 和 MPP 技術(shù)之間的區(qū)別在于電力電容器在補(bǔ)償系統(tǒng)中的連接方式。

1）MKP( MKK ， MKF) 電容器

這項(xiàng)技術(shù)是在聚丙烯薄膜上直接鍍金屬。其尺寸小于用 MPP 技術(shù)的電容器。因?yàn)閷?duì)生產(chǎn)過(guò)程較低的要求，其制造和原料成本比 MPP 技術(shù)要相對(duì)地低很多。 MKP 是最普遍的電容器技術(shù)，并且由于小型化設(shè)計(jì)和電介質(zhì)的能力，它具有更多的優(yōu)點(diǎn)。

2）MPP( MKV) 電容器

MPP 技術(shù)是用兩面鍍金屬的紙板作為電極，用聚丙烯薄膜作為介質(zhì)。這使得它的尺寸大于采用 MKP 技術(shù)的電容器。生產(chǎn)是非常高精密的，因?yàn)楸仨毑捎谜婵崭稍锛夹g(shù)從電容器繞組中除去全部殘余水分而且空腔內(nèi)必須填注絕緣油。這項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是它對(duì)高溫的耐受性能。

3）自愈

兩種類(lèi)型的電容器都是自愈式的。在自愈的過(guò)程中電容器儲(chǔ)存的能量在故障穿孔點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小電弧。電弧會(huì)蒸發(fā)穿孔點(diǎn)臨近位置的細(xì)小金屬，這樣恢復(fù)介質(zhì)的充分隔離。電容器的有效面積在自愈過(guò)程中不會(huì)有任何實(shí)際程度的減少。每只電容都裝有一個(gè)過(guò)壓分?jǐn)嘌b置以保護(hù)電氣或熱過(guò)載。測(cè)試是符合 VDE 560 和 IEC 70 以及 70A 標(biāo)準(zhǔn)的。

發(fā)展軌跡

直到大約1978年，制造電力電容器仍然使用包含PCB的介質(zhì)注入技術(shù)。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)，PCB 是有毒的，這種有毒的氣體在燃燒時(shí)會(huì)釋放出來(lái)。這些電容器不再被允許使用并且必須處理，它們必須被送到處理特殊廢料的焚化裝置里或者深埋到安全的地方。

包含PCB 的電容器有大約30 W/kvar的功率損耗值。 電容器本身由鍍金屬紙板做成。

由于這種電容被禁止使用，一種新的電容技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。為了滿(mǎn)足節(jié)能趨勢(shì)的要求，發(fā)展低功耗電容器成為努力的目標(biāo)。

新的電容器是用干燥工藝或是用充入少量油( 植物油)的技術(shù)來(lái)生產(chǎn)的，用鍍金屬塑料薄膜代替鍍金屬紙板，因此新電容充分顯示出了其環(huán)保的特性，并且功耗僅為0.3 W/kvar。這表明改進(jìn)后使功耗降至原來(lái)的1/100。 這些電容器是根據(jù)常規(guī)電網(wǎng)條件而開(kāi)發(fā)的。在能源危機(jī)的過(guò)程中，人們開(kāi)始相控技術(shù)的研究。相位控制的結(jié)果是導(dǎo)致電網(wǎng)的污染和其它故障。

由于前一代電容器存在一個(gè)很高的自電感，高頻的電流和電壓(諧波) 不能被吸收，而新的電容器則會(huì)更多地吸收諧波。

因此存在這種可能，即，新、舊電容器工作在相同的母線(xiàn)上時(shí)會(huì)表現(xiàn)出運(yùn)行狀況和壽命預(yù)期的很大差異， 由于上述原因有可能新電容器將在更短的時(shí)間內(nèi)損壞。

我們向市場(chǎng)提供的電力電容器是專(zhuān)門(mén)為用于補(bǔ)償系統(tǒng)中而開(kāi)發(fā)的。電網(wǎng)條件已經(jīng)發(fā)生急劇的變化，選擇正確的電容器技術(shù)越來(lái)越重要。 電容器的使用壽命會(huì)受到如下因素的影響而縮短： -諧波負(fù)載 -較高的電網(wǎng)電壓 -高的環(huán)境溫度 我們配電系統(tǒng)中的諧波負(fù)載在持續(xù)增長(zhǎng)。在可預(yù)知的將來(lái)，可能只有組合電抗類(lèi)型的補(bǔ)償系統(tǒng)會(huì)適合使用。 很多供電公司已經(jīng)規(guī)定只能安裝帶電抗的補(bǔ)償系統(tǒng)。其它公司必須遵循他們的規(guī)定。 如果一個(gè)用戶(hù)決定繼續(xù)使用無(wú)電抗的補(bǔ)償系統(tǒng)，他起碼應(yīng)該選用更高額定電壓的電容器。這種電容器能夠耐受較高的諧波負(fù)載，但是不能避免諧振事故。

諧波電流_諧波電流 -危害研究

諧波危害

諧波的危害十分嚴(yán)重。諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過(guò)熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。諧波還會(huì)引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，使電能計(jì)量出現(xiàn)混亂。對(duì)于電力系統(tǒng)外部，諧波對(duì)通信設(shè)備和電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。

“諧波”一詞起源于聲學(xué)。有關(guān)諧波的數(shù)學(xué)分析在18世紀(jì)和19世紀(jì)已經(jīng)奠定了良好的基礎(chǔ)。傅里葉等人提出的諧波分析方法至今仍被廣泛應(yīng)用。電力系統(tǒng)的諧波問(wèn)題早在20世紀(jì)20年代和30年代就引起了人們的注意。當(dāng)時(shí)在德國(guó)，由于使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。1945年J.C.Read發(fā)表的有關(guān)變流器諧波的論文是早期有關(guān)諧波研究的經(jīng)典論文。到了50年代和60年代，由于高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展，發(fā)表了有關(guān)變流器引起電力系統(tǒng)諧波問(wèn)題的大量論文。70年代以來(lái)，由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭中的應(yīng)用日益廣泛，諧波所造成的危害也日趨嚴(yán)重。世界各國(guó)都對(duì)諧波問(wèn)題予以充分和關(guān)注。國(guó)際上召開(kāi)了多次有關(guān)諧波問(wèn)題的學(xué)術(shù)會(huì)議，不少?lài)?guó)家和國(guó)際學(xué)術(shù)組織都制定了限制電力系統(tǒng)諧波和用電設(shè)備諧波的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。

供電系統(tǒng)諧波的定義是對(duì)周期性非正弦電量進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量稱(chēng)為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值（n=fn/f1） 稱(chēng)為諧波次數(shù)。電網(wǎng)中有時(shí)也存在非整數(shù)倍諧波，稱(chēng)為非諧波（Non-harmonics）或分?jǐn)?shù)諧波。諧波實(shí)際上是一種 干擾量，使電網(wǎng)受到“污染”。電工技術(shù)領(lǐng)域主要研究諧波的發(fā)生、傳輸、測(cè)量、危害及抑制，其頻率范圍一般 為2≤n≤40。

產(chǎn)生原因

在工業(yè)和生活用電負(fù)載中，感性負(fù)載占有很大的比例。異步電動(dòng)機(jī)、變壓器、熒光燈等都是典型的阻感負(fù)載。異步電動(dòng)機(jī)和變壓器所消耗的無(wú)功功率在電力系統(tǒng)所提供的無(wú)功功率中占有很高的比例。電力系統(tǒng)中的電抗器和架空線(xiàn)等也消耗一些無(wú)功功率。阻感負(fù)載必須吸收無(wú)功功率才能正常工作，這是由其本身的性質(zhì)所決定的。

電力電子裝置等非線(xiàn)性裝置也要消耗無(wú)功功率，特別是各種相控裝置。 如相控整流器、相控交流功率調(diào)整電路和周波變流器，在工作時(shí)基波電流滯后于電網(wǎng)電壓，要消耗大量的無(wú)功功率。另外，這些裝置也會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流，諧波源都是要消耗無(wú)功功率的。二極管整流電路的基波電流相位和電網(wǎng)電壓相位大致相同，所以基本不消耗基波無(wú)功功率。但是它也產(chǎn)生大量的諧波電流，因此也產(chǎn)生一定的無(wú)功功率。

近30年來(lái)，電力電子裝置的應(yīng)用日益廣泛，也使得電力電子裝置成為最大的諧波源。在各種電力電子裝置中，整流裝置所占的比例最大。常用的整流電路幾乎都采用晶閘管相控整流電路或二極管整流電路，其中以三相橋式和單相橋式整流電路為最多。帶阻感負(fù)載的整流電路所產(chǎn)生的諧波污染和功率因數(shù)滯后已為人們所熟悉。直流側(cè)采用電容濾波的二極管整流電路也是嚴(yán)重的諧波污染源。這種電路輸入電流的基波分量相位與電源電壓相位大體相同，因而基波功率因數(shù)接近1。 但其輸入電流的諧波分量卻很大，給電網(wǎng)造成嚴(yán)重污染，也使得總的功率因數(shù)很低。另外，采用相控方式的交流電力調(diào)整電路及周波變流器等電力電子裝置也會(huì)在輸入側(cè)產(chǎn)生大量的諧波電流。

（1）發(fā)電源質(zhì)量不高產(chǎn)生諧波

發(fā)電機(jī)由于三相繞組在制作上很難做到絕對(duì)對(duì)稱(chēng)，鐵心也很難做到絕對(duì)均勻一致和其他一些原因，發(fā)電源多少也會(huì)產(chǎn)生一些諧波，但一般來(lái)說(shuō)很少。

（2）輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波

輸配電系統(tǒng)中主要是電力變壓器產(chǎn)生諧波，由于變壓器鐵心的飽和，磁化曲線(xiàn)的非線(xiàn)性，加上設(shè)計(jì)變壓器時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性，其工作磁密選擇在磁化曲線(xiàn)的近飽和段上，這樣就使得磁化電流呈尖頂波形，因而含有奇次諧波。它的大小與磁路的結(jié)構(gòu)形式、鐵心的飽和程度有關(guān)。鐵心的飽和程度越高，變壓器工作點(diǎn)偏離線(xiàn)性越遠(yuǎn)，諧波電流也就越大，其中3次諧波電流可達(dá)額定電流0.5%。

（3）用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波：

晶閘管整流設(shè)備。由于晶閘管整流在電力機(jī)車(chē)、鋁電解槽、充電裝置、開(kāi)關(guān)電源等許多方面得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，給電網(wǎng)造成了大量的諧波。我們知道，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，從而給電網(wǎng)留下的也是另一部分缺角的正弦波，顯然在留下部分中含有大量的諧波。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。如果整流裝置為三相全控橋6脈整流器，變壓器原邊及供電線(xiàn)路含有5次及以上奇次諧波電流；如果是12脈沖整流器，也還有11次及以上奇次諧波電流。經(jīng)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%，這是最大的諧波源。

變頻裝置。變頻裝置常用于風(fēng)機(jī)、水泵、電梯等設(shè)備中，由于采用了相位控制，諧波成份很復(fù)雜，除含有整數(shù)次諧波外，還含有分?jǐn)?shù)次諧波，這類(lèi)裝置的功率一般較大，隨著變頻調(diào)速的發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)造成的諧波也越來(lái)越多。

電弧爐、電石爐。由于加熱原料時(shí)電爐的三相電極很難同時(shí)接觸到高低不平的爐料，使得燃燒不穩(wěn)定，引起三相負(fù)荷不平衡，產(chǎn)生諧波電流，經(jīng)變壓器的三角形連接線(xiàn)圈而注入電網(wǎng)。其中主要是2 7次的諧波，平均可達(dá)基波的8% 20%，最大可達(dá)45%。

氣體放電類(lèi)電光源。熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈與金屬鹵化物燈等屬于氣體放電類(lèi)電光源。分析與測(cè)量這類(lèi)電光源的伏安特性，可知其非線(xiàn)性十分嚴(yán)重，有的還含有負(fù)的伏安特性，它們會(huì)給電網(wǎng)造成奇次諧波電流。

家用電器。電視機(jī)、錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)、調(diào)光燈具、調(diào)溫炊具等，因具有調(diào)壓整流裝置，會(huì)產(chǎn)生較深的奇次諧波。在洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、空調(diào)器等有繞組的設(shè)備中，因不平衡電流的變化也能使波形改變。這些家用電器雖然功率較小，但數(shù)量巨大，也是諧波的主要來(lái)源之一。

理想的公用電網(wǎng)所提供的電壓應(yīng)該是單一而固定的頻率以及規(guī)定的電壓幅值。諧波電流和諧波電壓的出現(xiàn)，對(duì)公用電網(wǎng)是一種污染，它使用電設(shè)備所處的環(huán)境惡化，也對(duì)周?chē)挠秒娫O(shè)備造成影響。電力電子設(shè)備廣泛應(yīng)用以前，人們對(duì)諧波及其危害就進(jìn)行過(guò)一些研究，并有一定認(rèn)識(shí)，但那時(shí)諧波污染還沒(méi)有引起足夠的重視。近三四十年來(lái)，各種電力電子裝置的迅速發(fā)展使得公用電網(wǎng)的諧波污染日趨嚴(yán)重，由諧波引起的各種故障和事故也不斷發(fā)生，諧波危害的嚴(yán)重性才引起人們高度的關(guān)注。諧波對(duì)公用電網(wǎng)和其他系統(tǒng)的危害大致有以下幾個(gè)方面。

（1）諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率，大量的3次諧波流過(guò)中性線(xiàn)時(shí)會(huì)使線(xiàn)路過(guò)熱甚至發(fā)生火災(zāi)。

（2）諧波影響各種電氣設(shè)備的正常工作。 諧波對(duì)電機(jī)的影響除引起附加損耗外，還會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過(guò)電壓，使變壓器局部嚴(yán)重過(guò)熱。諧波使電容器、電纜等設(shè)備過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短，以至損壞。

（3）諧波會(huì)引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，這就使上述（1）和（2）的危害大大增加，甚至引起嚴(yán)重事故。

（4）諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，并會(huì)使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確。

（5）諧波會(huì)對(duì)鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量；重者導(dǎo)致住處丟失，使通信系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

紋波危害

諧波簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是一定頻率的電壓或電流作用于非線(xiàn)性負(fù)載時(shí),會(huì)產(chǎn)生不同于原頻率的其它頻率的正弦電壓或電流的現(xiàn)象。

紋波是指在直流電壓或電流中，疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量。

它們雖然在概念上不是一回事，但它們之間有聯(lián)系。如電源上附加的紋波在用電器上很容易產(chǎn)生各頻率的諧波；電源中各頻率諧波的存在無(wú)疑導(dǎo)致電源中紋波成分的增加。

除了在電路中我們所需要產(chǎn)生諧波的情況以外，它主要有以下主要危害：

1、使電網(wǎng)中發(fā)生諧振而造成過(guò)電流或過(guò)電壓而引發(fā)事故；

2、增加附加損耗，降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率和設(shè)備利用率；

3、使電氣設(shè)備（如旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電容器、變壓器等）運(yùn)行不正常，加速絕緣老化，從而縮短它們的使用壽命；

4、使繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及許多用電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不正?；虿荒苷?dòng)作或操作；

5、使測(cè)量和計(jì)量?jī)x器、儀表不能正確指示或計(jì)量；

6、干擾通信系統(tǒng)，降低信號(hào)的傳輸質(zhì)量，破壞信號(hào)的正常傳遞，甚至損壞通信設(shè)備。

紋波的害處：

1、容易在用電器上產(chǎn)生諧波，而諧波會(huì)產(chǎn)生較多的危害；

2、降低了電源的效率；

3、較強(qiáng)的紋波會(huì)造成浪涌電壓或電流的產(chǎn)生，導(dǎo)致燒毀用電器；

4、會(huì)干擾數(shù)字電路的邏輯關(guān)系，影響其正常工作；

5、會(huì)帶來(lái)噪音干擾，使圖像設(shè)備、音響設(shè)備不能正常工作。

總之，它們?cè)谖覀儾恍枰牡胤匠霈F(xiàn)都是有害的，需要我們避免的。對(duì)于如何抑制和去除諧波和紋波的方式方法有很多，但想完全消除，似乎是很難辦到的，我們只有將其控制在一個(gè)允許的范圍之內(nèi)，不對(duì)環(huán)境和設(shè)備產(chǎn)生影響就算達(dá)到了我們的目的。

電力網(wǎng)中非線(xiàn)性負(fù)載的逐漸增加是全世界共同的趨勢(shì)，如變頻驅(qū)動(dòng)或晶閘管整流直流驅(qū)動(dòng)設(shè)備、計(jì)算機(jī)、重要負(fù)載所用的不間斷電源(UPS) 、節(jié)能熒光燈系統(tǒng)等，這些非線(xiàn)性負(fù)載將導(dǎo)致電網(wǎng)污染，電力品質(zhì)下降，引起供用電設(shè)備故障, 甚至引發(fā)嚴(yán)重火災(zāi)事故等。

電力污染及電力品質(zhì)惡化主要表現(xiàn)在以下方面：電壓波動(dòng)、浪涌沖擊、諧 波、三相不平衡等。

1.電源 污染的危害

電源污染會(huì)對(duì)用電設(shè)備造成嚴(yán)重危害，主要有：

? 干擾通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等電子設(shè)備的正常工作，造成數(shù)據(jù)丟失或死機(jī)。

? 影響無(wú)線(xiàn)電發(fā)射系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、核磁共振等設(shè)備的工作性能, 造成噪聲干擾和圖像紊亂。

? 引起電氣自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。

? 使電氣設(shè)備過(guò)熱，振動(dòng)和噪聲加大，加速絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。

? 造成燈光亮度的波動(dòng)（閃變），影響工作效益。

? 導(dǎo)致供電系統(tǒng)功率損耗增加。

危害種類(lèi)

電壓波動(dòng)及閃變

電壓波動(dòng)是指多個(gè)正弦波的峰值，在一段時(shí)間內(nèi)超過(guò)(低于)標(biāo)準(zhǔn)電壓值，大約從半周波到幾百個(gè)周波，即從10MS到2.5秒, 包括過(guò)壓波動(dòng)和欠壓波動(dòng)。普通避雷器和過(guò)電壓保護(hù)器，完全不能消除過(guò)壓波動(dòng)，因?yàn)樗鼈兪怯脕?lái)消除瞬態(tài)脈沖的。普通避雷器在限壓動(dòng)作時(shí)有相當(dāng)大的電阻值，考慮到其額定熱容量（焦?fàn)枺@些裝置很容易被燒毀，而無(wú)法提供以后的保護(hù)功能。這種情況往往很容易忽視掉，這是導(dǎo)致計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)和敏感設(shè)備故障或停機(jī)的主要原因。

另一個(gè)相反的情況是欠壓波動(dòng)，它是指多個(gè)正弦波的峰值，在一段時(shí)間內(nèi)低于標(biāo)準(zhǔn)電壓值，或如通常所說(shuō)：晃動(dòng)或降落。長(zhǎng)時(shí)間的低電壓情況可能是由供電公司造成或由于用戶(hù)過(guò)負(fù)載造成，這種情況可能是事故現(xiàn)象或計(jì)劃安排。更為嚴(yán)重的是失壓，它大多是由于配電網(wǎng)內(nèi)重負(fù)載的分合造成，例如大型電動(dòng)機(jī)、中央空調(diào)系統(tǒng)、電弧爐等的啟停以及開(kāi)關(guān)電弧、保險(xiǎn)絲燒斷、斷路器跳閘等，這些都是通常導(dǎo)致電壓畸變的原因。

大型用電設(shè)備的頻繁啟動(dòng)導(dǎo)致電壓的周期性波動(dòng),如電焊機(jī)、沖壓機(jī)、吊機(jī)、電梯等,這些設(shè)備需要短時(shí)沖擊功率,主要是無(wú)功功率。電壓波動(dòng)導(dǎo)致設(shè)備功率不穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量下降；燈光的閃變引致眼睛疲勞,降低工作效率。

浪涌沖擊

浪涌沖擊是指系統(tǒng)發(fā)生短時(shí)過(guò)（低）電壓,即時(shí)間不超過(guò)1毫秒的電壓瞬時(shí)脈沖，這種脈沖可以是正極性或負(fù)極性，可以具有連串或振蕩性質(zhì)。它們通常也被叫作：尖峰、缺口、干擾、毛刺或突變。

電網(wǎng)中的浪涌沖擊既可由電網(wǎng)內(nèi)部大型設(shè)備（電機(jī)、電容器等）的投切或大型晶閘管的開(kāi)斷引起，也可由外部雷電波的侵入造成。浪涌沖擊容易引起電子設(shè)備部件損壞，引起電氣設(shè)備絕緣擊穿；同時(shí)也容易導(dǎo)致計(jì)算機(jī)等設(shè)備數(shù)據(jù)出錯(cuò)或死機(jī)。

諧波

線(xiàn)性負(fù)載，例如純電阻負(fù)載，其工作電流的波形與輸入電壓的正弦波形完全相同，非線(xiàn)性負(fù)載，例如斬波直流負(fù)載，其工作電流是非正弦波形。傳統(tǒng)的線(xiàn)性負(fù)載的電流/電壓只含有基波(50Hz)，沒(méi)有或只有極小的諧波成分，而非線(xiàn)性負(fù)載會(huì)在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生可觀的諧波。

諧波與電力系統(tǒng)中基波疊加，造成波形的畸變，畸變的程度取決于諧波電流的頻率和幅值。非線(xiàn)性負(fù)載產(chǎn)生陡峭的脈沖型電流，而不是平滑的正弦波電流，這種脈沖中的諧波電流引起電網(wǎng)電壓畸變，形成諧波分量，進(jìn)而導(dǎo)致與電網(wǎng)相聯(lián)的其它負(fù)載產(chǎn)生更多的諧波電流。

計(jì)算機(jī)是此類(lèi)非線(xiàn)性負(fù)載之一，象絕大多數(shù)辦公室電子設(shè)備一樣，計(jì)算機(jī)裝有一個(gè)二極管/電容型的供電電源，這類(lèi)供電電源僅在交流正弦波電壓的峰值處產(chǎn)生電流，因此產(chǎn)生大量的三次諧波電流（150Hz）。其它產(chǎn)生諧波電流的設(shè)備主要有：電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速器，固態(tài)加熱器，和其他一些產(chǎn)生非正弦波變化電流的設(shè)備。

熒光燈照明系統(tǒng)也是一個(gè)重要的諧波源，在普通的電磁整流器燈光電路中，三次諧波的典型值約為基波（50Hz）值的13%-20%。而在電子整流器燈光電路中，諧波分量甚至高達(dá)80%。

非線(xiàn)性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流會(huì)影響電力系統(tǒng)的多個(gè)工作環(huán)節(jié)，包括變壓器，中性線(xiàn)，還有電動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)和電容器等。諧波電流會(huì)導(dǎo)致變壓器，電動(dòng)機(jī)和備用發(fā)電機(jī)的運(yùn)行溫度(K參數(shù))嚴(yán)重升高。中性線(xiàn)上的過(guò)電流（由諧波和不平衡引起）不僅會(huì)使導(dǎo)線(xiàn)溫度升高，造成絕緣損壞，而且會(huì)在三相變壓器線(xiàn)圈中產(chǎn)生環(huán)流，導(dǎo)致變壓器過(guò)熱。無(wú)功補(bǔ)償電容器會(huì)因電網(wǎng)電壓諧波畸變而產(chǎn)生過(guò)熱，諧波將導(dǎo)致嚴(yán)重過(guò)流；

另外，電容器還會(huì)與電力系統(tǒng)中的電感性元件形成諧振電路，這將導(dǎo)致電容器兩端的電壓明顯升高，引致嚴(yán)重故障。照明裝置的啟輝電容器對(duì)于由高頻電流引起的過(guò)熱也是十分敏感的，啟輝電容器的頻繁損壞顯示了電網(wǎng)中存在諧波的影響。諧波還會(huì)引起配電線(xiàn)路的傳輸效率下降，損耗增大，并干擾電力載波通訊系統(tǒng)的工作，如電能管理系統(tǒng)（EMS）和時(shí)鐘系統(tǒng)。而且，諧波還會(huì)使電力測(cè)量表計(jì)，有功需量表和電度表的計(jì)量誤差增大。

三相不平衡

三相不平衡會(huì)在中性線(xiàn)上產(chǎn)生過(guò)電流(由諧波和不平衡引起)不僅會(huì)使導(dǎo)線(xiàn)溫度升高，甚至引發(fā)嚴(yán)重火災(zāi)事故等。

電網(wǎng)中三相間的不平衡電流是普遍存在的，在城市民用電網(wǎng)及農(nóng)用電網(wǎng)中由于大量單相負(fù)荷的存在，三相間的電流不平衡現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。對(duì)于三相不平衡電流，除了盡量合理地分配負(fù)荷之外幾乎沒(méi)有什么行之有效的解決辦法。正因?yàn)檎也坏浇鉀Q問(wèn)題的有效辦法，因此反而不被人們所重視，也很少有人進(jìn)行研究。

電網(wǎng)中的不平衡電流會(huì)增加線(xiàn)路及變壓器的銅損，增加變壓器的鐵損，降低變壓器的出力甚至?xí)绊懽儔浩鞯陌踩\(yùn)行，會(huì)造成三相電壓不平衡因而降低供電質(zhì)量

，甚至?xí)绊戨娔鼙淼木榷斐捎?jì)量損失。

理論研究證明：在輸出同樣功率的情況下，三相電流平衡時(shí)變壓器及線(xiàn)路的銅損最小，也就是說(shuō)：三相不平衡現(xiàn)象增加了變壓器及線(xiàn)路的銅損。

不平衡電流對(duì)系統(tǒng)銅損的影響

設(shè)某系統(tǒng)的三相線(xiàn)路及變壓器繞組的總電阻為R。如果三相電流平衡，IA=100A，IB=100A，IC=100A，則總銅損=1002R+1002R+1002R=30000R。

如果三相電流不平衡，IA=50A，IB=100A，IC=150A，則總銅損=502R+1002R+1502R=35000R，比平衡狀態(tài)的銅損增加了17%。

在更為嚴(yán)重的狀態(tài)下，如果IA=0A，IB=150A，IC=150A，則總銅損=1502R+1502R=45000R，比平衡狀態(tài)的銅損增加了50%。

在最嚴(yán)重的狀態(tài)下，如果IA=0A，IB=0A，IC=300A，則總銅損=3002R=90000R，比平衡狀態(tài)的銅損增加了3倍。

不平衡電流對(duì)變壓器的影響

現(xiàn)有的10/0.4KV的低壓配電變壓器多為Yyn0接法三相三柱鐵心的變壓器。這種類(lèi)型的變壓器，當(dāng)二次側(cè)負(fù)荷不平衡且有零線(xiàn)電流時(shí)，零線(xiàn)電流即為零序電流，而在

一次側(cè)由于無(wú)中點(diǎn)引出線(xiàn)因此零序電流無(wú)法流通，故零序電流不能安匝平衡，對(duì)鐵心而言，有一個(gè)激磁零序電流，它受零序激磁阻抗控制，根據(jù)磁路的設(shè)計(jì)，這一零序

激磁阻抗較大，零序電流使相電壓的對(duì)稱(chēng)受到影響，中性點(diǎn)會(huì)偏移。由計(jì)算得知，當(dāng)零線(xiàn)電流為額定電流的25%時(shí)，中性點(diǎn)移位約為額定電壓的7%。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-

95第6.08條規(guī)定: “當(dāng)選用Yyn0結(jié)線(xiàn)組別的三相變壓器，其由單相不平衡負(fù)荷引起的電流不得超過(guò)低壓繞組額定電流的25%，且其中一相的電流在滿(mǎn)載時(shí)不得超過(guò)額定電

流值?！庇捎谏鲜鲆?guī)定，限制了Yyn0結(jié)線(xiàn)配電變壓器接用單相負(fù)荷的容量，也影響了變壓器設(shè)備能力的充分利用。

并且，對(duì)三相三柱的磁路而言，零序磁通不能在磁路內(nèi)成回路，必須在油箱壁及緊固件內(nèi)形成回路，而油箱壁及緊固件內(nèi)的磁通會(huì)產(chǎn)生較大的渦流損耗，因而使變

壓器的鐵損增加。當(dāng)零序電流過(guò)大導(dǎo)致零序磁通過(guò)大時(shí)，由于中性點(diǎn)漂移過(guò)大會(huì)引起某些相電壓過(guò)高而導(dǎo)致鐵心磁飽和，使鐵損急劇增加，加上緊固件過(guò)熱等因素，可

能會(huì)發(fā)生任何一相電流均未過(guò)載而變壓器卻因局部過(guò)熱而損壞的事故。

由于Yyn0結(jié)線(xiàn)組的配電變壓器與的零序激磁阻抗較大，因此零線(xiàn)電流會(huì)造成較大的電壓變化，形成比較嚴(yán)重的三相電壓不平衡現(xiàn)象，不但影響單相用戶(hù)，對(duì)三相用

戶(hù)的影響更大 。

三相負(fù)荷不平衡的危害

對(duì)配電變壓器的影響

（1）三相負(fù)荷不平衡將增加變壓器的損耗：

變壓器的損耗包括空載損耗和負(fù)荷損耗。正常情況下變壓器運(yùn)行電壓基本不變，即空載損耗是一個(gè)恒量。而負(fù)荷損耗則隨變壓器運(yùn)行負(fù)荷的變化而變化，且與負(fù)荷電流的平方成正比。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行時(shí)，變壓器的負(fù)荷損耗可看成三只單相變壓器的負(fù)荷損耗之和。

從數(shù)學(xué)定理中我們知道：假設(shè)a、b、c 3個(gè)數(shù)都大于或等于零，那么a+b+c≥33√abc 。

當(dāng)a=b=c時(shí)，代數(shù)和a+b+c取得最小值：a+b+c=33√abc 。

因此我們可以假設(shè)變壓器的三相損耗分別為：Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R，式中Ia、Ib、Ic分別為變壓器二次負(fù)荷相電流，R為變壓器的相電阻。則變壓器的損耗表達(dá)式如下：

Qa+Qb+Qc≥33√〔（Ia2 R）（Ib2 R）（Ic2 R）〕

由此可知，變壓器的在負(fù)荷不變的情況下，當(dāng)Ia=Ib=Ic時(shí)，即三相負(fù)荷達(dá)到平衡時(shí)，變壓器的損耗最小。

則變壓器損耗：

當(dāng)變壓器三相平衡運(yùn)行時(shí)，即Ia=Ib=Ic=I時(shí)，Qa+Qb+Qc=3I2R；

當(dāng)變壓器運(yùn)行在最大不平衡時(shí)，即Ia=3I，Ib=Ic=0時(shí)，Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R)；

即最大不平衡時(shí)的變損是平衡時(shí)的3倍。

（2）三相負(fù)荷不平衡可能造成燒毀變壓器的嚴(yán)重后果：

上述不平衡時(shí)重負(fù)荷相電流過(guò)大（增為3倍），超載過(guò)多，可能造成繞組和變壓器油的過(guò)熱。繞組過(guò)熱，絕緣老化加快；變壓器油過(guò)熱，引起油質(zhì)劣化，迅速降低變壓器的絕緣性能，減少變壓器壽命（溫度每升高8℃，使用年限將減少一半），甚至燒毀繞組。

（3）三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行會(huì)造成變壓器零序電流過(guò)大，局部金屬件溫升增高：

在三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行下的變壓器，必然會(huì)產(chǎn)生零序電流，而變壓器內(nèi)部零序電流的存在，會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生零序磁通，這些零序磁通就會(huì)在變壓器的油箱壁或其他金屬構(gòu)件中構(gòu)成回路。但配電變壓器設(shè)計(jì)時(shí)不考慮這些金屬構(gòu)件為導(dǎo)磁部件，則由此引起的磁滯和渦流損耗使這些部件發(fā)熱，致使變壓器局部金屬件溫度異常升高，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致變壓器運(yùn)行事故。

3.2 對(duì)高壓線(xiàn)路的影響

（1）增加高壓線(xiàn)路損耗：

低壓側(cè)三相負(fù)荷平衡時(shí)，6～10k V高壓側(cè)也平衡，設(shè)高壓線(xiàn)路每相的電流為I，其功率損耗為： ΔP1 = 3I2R

低壓電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡將反映到高壓側(cè)，在最大不平衡時(shí)，高壓對(duì)應(yīng)相為1.5I，另外兩相都為0.75 I，功率損耗為：

ΔP2 = 2（0.75I）2R+（1.5I）2R = 3.375I2R =1.125（3I2R）；

即高壓線(xiàn)路上電能損耗增加12.5%。

（2）增加高壓線(xiàn)路跳閘次數(shù)、降低開(kāi)關(guān)設(shè)備使用壽命：

我們知道高壓線(xiàn)路過(guò)流故障占相當(dāng)比例，其原因是電流過(guò)大。低壓電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡可能引起高壓某相電流過(guò)大，從而引起高壓線(xiàn)路過(guò)流跳閘停電，引發(fā)大面積停電事故，同時(shí)變電站的開(kāi)關(guān)設(shè)備頻繁跳閘將降低使用壽命。

3.3 對(duì)配電屏和低壓線(xiàn)路的影響

（1）三相負(fù)荷不平衡將增加線(xiàn)路損耗：

三相四線(xiàn)制供電線(xiàn)路，把負(fù)荷平均分配到三相上，設(shè)每相的電流為I，中性線(xiàn)電流為零，其功率損耗為： ΔP1 = 3I2R

在最大不平衡時(shí)，即某相為3I，另外兩相為零，中性線(xiàn)電流也為3I，功率損耗為：

ΔP2 = 2（3I)2R = 18I2R = 6（3I2R)；

即最大不平衡時(shí)的電能損耗是平衡時(shí)的6倍，換句話(huà)說(shuō)，若最大不平衡時(shí)每月?lián)p失1200 kWh，則平衡時(shí)只損失200 kWh，由此可知調(diào)整三相負(fù)荷的降損潛力。

（2）三相負(fù)荷不平衡可能造成燒斷線(xiàn)路、燒毀開(kāi)關(guān)設(shè)備的嚴(yán)重后果：

上述不平衡時(shí)重負(fù)荷相電流過(guò)大（增為3倍），超載過(guò)多。由于發(fā)熱量Q=0.24I2Rt，電流增為3倍，則發(fā)熱量增為9倍，可能造成該相導(dǎo)線(xiàn)溫度直線(xiàn)上升，以致燒斷。且由于中性線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)截面一般應(yīng)是相線(xiàn)截面的50%，但在選擇時(shí)，有的往往偏小，加上接頭質(zhì)量不好，使導(dǎo)線(xiàn)電阻增大。中性線(xiàn)燒斷的幾率更高。

同理在配電屏上，造成開(kāi)關(guān)重負(fù)荷相燒壞、接觸器重負(fù)荷相燒壞，因而整機(jī)損壞等嚴(yán)重后果。

3.4 對(duì)供電企業(yè)的影響

供電企業(yè)直管到戶(hù)，低壓電網(wǎng)損耗大，將降低供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，甚至造成供電企業(yè)虧損經(jīng)營(yíng)。農(nóng)電工承包臺(tái)區(qū)線(xiàn)損，線(xiàn)損高農(nóng)電工獎(jiǎng)金被扣發(fā)，甚至連工資也得不到，必然影響農(nóng)電工情緒，輕則工作消極，重則為了得到錢(qián)違法犯罪。

變壓器燒毀、線(xiàn)路燒斷、開(kāi)關(guān)設(shè)備燒壞，一方面增大供電企業(yè)的供電成本，另一方面停電檢修、購(gòu)貨更換造成長(zhǎng)時(shí)間停電，少供電量，既降低供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，又影響供電企業(yè)的聲譽(yù)。

3.5 對(duì)用戶(hù)的影響

三相負(fù)荷不平衡，一相或兩相畸重，必將增大線(xiàn)路中的電壓降，降低電能質(zhì)量，影響用戶(hù)的電器使用。

變壓器燒毀、線(xiàn)路燒斷、開(kāi)關(guān)設(shè)備燒壞，影響用戶(hù)供電，輕則帶來(lái)不便，重則造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，如停電造成養(yǎng)殖的動(dòng)植物死亡，或不能按合同供貨被懲罰等。中性線(xiàn)燒斷還可能造成用戶(hù)大量低壓電器被燒毀的事故。

諧波電流_諧波電流 -污染治理

對(duì)于現(xiàn)有供電網(wǎng)絡(luò)或待建電網(wǎng)中的電力污染情況，要進(jìn)行仔細(xì)分析，通常解決的方法有兩個(gè)：一是局部重組電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，分離或隔離產(chǎn)生電力污染的設(shè)備；二是使用電源凈化濾波設(shè)備進(jìn)行治理，通常電壓諧波是由電流諧波產(chǎn)生的，有效地抑制電流諧波就會(huì)使電壓畸變達(dá)到要求的范圍。國(guó)內(nèi)外很多單位已開(kāi)始重視電源污染的治理, 投資安裝電源凈化濾波裝置, 取得了提高電源品質(zhì)和節(jié)能的雙重效果。

諧波抑制

為解決電力電子裝置和其他諧波源的諧波污染問(wèn)題，基本思路有兩條：一條是裝設(shè)諧波補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)償諧波，這對(duì)各種諧波源都是適用的；另一條是對(duì)電力電子裝置本身進(jìn)行改造，使期不產(chǎn)生諧波，且功率因數(shù)可控制為1，這當(dāng)然只適用于作為主要諧波源的電力電子裝置。

諧波抑制主要有以下幾種方法：

1）串聯(lián)電抗器

2）有源濾波補(bǔ)償

3）無(wú)源濾波補(bǔ)償

4）增加整流設(shè)備的相數(shù)

5）安裝各種突波吸收保護(hù)裝置,如避雷器等

裝設(shè)諧波補(bǔ)償裝置的傳統(tǒng)方法就是采用LC調(diào)諧濾波器。這種方法既可補(bǔ)償諧波，又可補(bǔ)償無(wú)功功率，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一直被廣泛使用。這種方法的主要缺點(diǎn)是補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響，易和 系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大，使LC濾波器過(guò)載甚至燒毀。此外，它只能補(bǔ)償固定頻率的諧波，補(bǔ)償效果也不甚理想。

21世紀(jì)初期，無(wú)源濾波補(bǔ)償是實(shí)際應(yīng)用最多、效果較好、價(jià)格較低的解決方案，它包括三種基本形式：串聯(lián)濾波、并聯(lián)濾波和低通濾波（串并混合）。其中串聯(lián)濾波主要適用于三次諧波的治理；低通濾波主要適用于高次諧波的治理；并聯(lián)濾波是一種綜合裝置，它可濾除多次諧波，同時(shí)提供系統(tǒng)的 無(wú)功功率，是應(yīng)用最廣泛的電源凈化濾波裝置。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，有源濾波補(bǔ)償技術(shù)日益成熟，并得到了廣泛應(yīng)用。較傳統(tǒng)的無(wú)源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)，它具有功能多，適應(yīng)性好及響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，隨著價(jià)格的不斷下降，應(yīng)用將日益普遍。有源濾波補(bǔ)償系統(tǒng)在很多重要場(chǎng)所應(yīng)用效果非常好。

無(wú)功補(bǔ)償

人們對(duì)有功功率的理解非常容易，而要深刻認(rèn)識(shí)無(wú)功功率卻并不是輕而易舉的。在正弦電路中，無(wú)功功率的概念是清楚的，而在含有諧波時(shí)，至今尚無(wú)獲得公認(rèn)的無(wú)功功率定義。但是，對(duì)無(wú)功功率這一概念的重要性，對(duì)無(wú)功補(bǔ)償重要性的認(rèn)識(shí)，卻是一致的。無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)包含對(duì)基波無(wú)功功率補(bǔ)償和對(duì)諧波無(wú)功功率的補(bǔ)償。

無(wú)功功率對(duì) 供電系統(tǒng)和負(fù)荷的運(yùn)行都是十分重要的。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是電感性的。因此，粗略地說(shuō)，為了輸送有功功率，就要求送電端和受電端的電壓有一相位差，這在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)；而為了輸送無(wú)功功率，則要求兩端電壓有一幅值差，這只能在很窄的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。不僅大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)元件消耗無(wú)功功率，大多數(shù)負(fù)載也需要消耗無(wú)功功率。網(wǎng)絡(luò)元件和負(fù)載所需要的無(wú)功功率必須從網(wǎng)絡(luò)中 某個(gè)地方獲得。顯然，這些無(wú)功功率如果都要由發(fā)電機(jī)提供并經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法應(yīng)是在需要消耗無(wú)功功率的地方產(chǎn)生無(wú)功功率，這就是無(wú)功補(bǔ)償。

無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔弥饕幸韵聨c(diǎn)：

（1） 提高供用電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減少功率損耗。

（2） 穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的 電壓，提高供電質(zhì)量。在長(zhǎng)距離輸電線(xiàn)中合適的地點(diǎn)設(shè)置 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置還可以改善輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力。

（3） 在電氣化鐵道等三相負(fù)載 不平衡的場(chǎng)合，通過(guò)適當(dāng)?shù)臒o(wú)功襝可以平衡三相的有功及無(wú)功負(fù)載。

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