谐波对电力系统的危害及防范措施

中图分类号：TM715文献标识码： A 文章编号：

一、谐波的产生电能质量的好坏，直接影响到工业产品的质量，评价电能质量有三方面标准。首先是电压方面，它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等；其次是频率波动；最后是电压的波形质量，即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率，也就是谐波所占的比重。在理想的电力系统中，电压和电流波形都是工频正弦波形，但在现实应用中，由于非线性负荷的存在，电网电压或电流的波形往往偏离正弦发生畸变，畸变波形可以用一系列不同频率的正弦函数之和来近似表示。 而谐波就是这些非基波频率的各次波。谐波主要是冶金如电弧炉、电焊机等、化工、电气化铁路及其他行业的换流设备、非用电设备产生的，这些设备统称为谐波源。

二、谐波对电力系统的危害随着谐波源的增加，大量的谐波电流流入电网，在电网阻抗下产生谐波压降，使电压波形发生畸变，使电能质量下降。给发供电设备、用户用电设备、用电计量、继电保护带来危害。谐波在电力系统及设备内部造成的危害，具体可表现为以下几点：

1、谐波对电能表的影响感应式电能表是目前最为广泛使用的电能计量仪表，国内外研究指出，这种表对谐波频率有负的频率误差特性，非线性负荷是谐波源，当以正弦电压供给非线性负荷时，电能表对谐波消耗的功率计量是不足的，但在谐波源的情况下，电能表记录是基波电能扣除一小部分谐波电能，因此，谐波源虽然污染了电网，反倒少交电费;在畸变电源供给线性负荷时，电能表记录的是基波电能及部分谐波电能，用户不但多交电费而且受到伤害。

2、谐波对变压器的影响谐波电压可使变压器的磁滞及涡流损耗增加，使绝缘材料承受的电气应力增大，而谐波电流会使变压器的铜耗增加，并会使铁芯产生附加振动，产生附加噪音，使附加损耗增加。当外电路呈容性时，谐波电路有可能诱发谐振，对变压器危害更大。 对于供给不对称负荷的变压器，如果负荷电流中含有直流分量，它将使变压器磁路的饱和度提高，从而使交流励磁电流谐波分量大大增加。

3、谐波对继电保护和自动装置的影响继电保护和自动装置对于保证电网的安全经济运行具有重要意义，注入电力网的谐波，会引起电力网各类保护和自动装置误动或拒动，如发电机的负序电流保护、主变压器的过流保护、母线差动保护、线路各类型距离保护和高频保护等等。

4、对用电设备的影响电压波形中含有谐波时，可能会使电视机的图象畸变，画面及亮度变化、图象翻滚，带镇流器的日光灯及水银灯会因谐振过热，导致计算机或程序出格。

三、谐波的管理及防范措施因此，为加强谐波管理，可采取以下措施：(1)加强现有谐波源的管理：建立健全客户谐波源的技术档案，包括设备的容量、型式、参数、主接线，有关电容器或滤波器的参数，谐波设计计算值和实测值等。

(2)加强新装或增容的谐波源管理：把好投运关，对具有谐波源的客户在申请用电时，根据谐波源和系统公用电网参数，进行谐波预测计算，对于超出允许值的客户，需采取限制谐波的措施，与用电设备同时投运，也就是说，对客户工程同时设计、同时施工、同时接入电网。新设备投运后，进行谐波实测复核，合格者才允许接网运行。

(3)在日常工作中，电力部门应重视谐波管理，建立健全规章制度，加强谐波监督管理，对有谐波源的客户要定期测量、检查，加强管理力度。

(4)为提高电网电能质量和供电效率，查明电力谐波来源，为对谐波开展有效治理提供依据，有条件可将基波电能与谐波电能分别计量，并区别出谐波潮流，根据情况可对向电力网注入谐波的客户进行惩罚式计费，使其尽快采取措施，以减少由其注入给电网的谐波量，从而保证电网的可靠运行和不损害线性负荷客户的利益。

四、结束语

目前，我国还没有出台针对谐波危害的相关强制性法律法规，只是本着“谁污染、谁治理”的原则进行局部治理，由于用电客户对谐波危害认知的片面性和治理时势必造成自身投资成本的增加，往往觉得事不关已、高高挂起，因而使供电企业的谐波治理工作陷入很尴尬且被动的局面。因此，电网谐波的治理应把好客户电力工程质量验收关，清楚用户的用电负荷性质（特别是非线性负荷），是否设计安装有抑制谐波设备，投运初期的谐波源测试结论等。通过把好验收关，使存在谐波危害的企业和其谐波治理设备同时验收、同时并网运行，在用户侧有效的吸收过滤二次谐波，使其不能够进行主网，降低对主网供电质量的危害和供电企业谐波治理投资成本。