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摘要：电力系统谐波问题日趋严重，对安全生产带来严重隐患。为改善供电质量，企业必须加强对谐波的管理，采取切实可行的措施，对谐波进行综合治理，进而降低设备故障率、延长设备使用寿命、提高安全生产水平。
关键词：电力系统；电能质量；谐波治理
引言
电能质量及其各项指标对于电网的正常运行至关重要。随着工业的飞速发展，非线性设备设施应用急剧增加，导致大量谐波注入电网，严重影响电能质量及设备的使用寿命。因此如何治理电网谐波，提高电能质量备受关注，谐波治理技术也应运而生。
1电能质量
电能质量是指供电部门和用户电能交换处，即用户计费电能表安装处测定的电能质量。对此我国供电部门制定有高次谐波、频率偏差、电压偏差、三相电压不平衡、电压波动以及瞬态涌压波动等限制标准。
2电能质量参数
2.1公用电网谐波
如果负载为线性，则电气波形表现为正弦波。但是工业中广泛使用的变频装置、变压器等非线性负荷，导致负载电流非线性化日益严重。同时谐波电流注入电网时，导致谐波电压的出现。谐波电压和正常的基波电压叠加在一起，就会引起畸变。通常用来表示畸变程度的指标有n次谐波电压（电流）含有率和谐波总畸变率，公式如（1）、（2）所示。
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（1）
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（2）
式中：—第n次谐波电压（电流）有效值（V/A）；U1I1—基波电压/电流有效值（V/A）。
2.2电力系统频率偏差
电网处于正常运行状态时，其频率标准值为50Hz，由于谐波注入导致其实际值与标准值产生偏离，计算式如（3）所示：
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（3）
2.3电压偏差
由于设备设施的非线性化，在电网中运行时，供电电压会一定程度的偏离标准电压，因此产生电压偏差，计算式如（4）所示：
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（4）
3谐波的危害
自人类开始使用交流电进行电能输送时就已经出现谐波干扰问题，随着近些年来大量非线性电子设备的投入大大提高了这一问题的严重性。电网在正常工作时所产生的谐波虽然在一定程度上影响了电网中电子设备的稳定性，一般情况不会造成严重的后果，但在特定条件下谐波之间的相互影响和干扰会导致电气设备设施的连锁反应，继而影响电网的整体安全性。比如；2016年江苏江阴某材料合成公司110KV主变设备频繁跳闸，造成局部公用电路系统断电，公司损失严重，内部多次自检均未解决，后经专业人士检查是几个主供电源工作时产生的谐波相互干扰导致保护设备误动作引发跳闸。谐波的危害主要有：（1）电容器引起的谐波放大。电容器因其电容特性在谐波电压中产生的容抗相对于基波电压要小得多，因此在谐波电流中会产生较大波形畸变。该电路系统中的其他电子设备与电容器相互作用产生谐振会导致很大的谐波电流，电容器很可能会因为过流而损坏。（2）提高输电线路损耗。各种谐波电流在运输过程中不仅会引起谐波压降还会提高输电线路的有效电流，增加其输电功率。用电缆进行输电时，除了上述变化外，在一定情况下还可能使电压波形出现显著改变，造成尖峰等严重问题，大幅度提高电缆绝缘的老化速度，引起局部放电，增加介质损耗，缩短其正常使用周期。（3）增加变压器损耗。谐波电流通过变压器时因其波形特性会造成变压器额外的铜损耗，特别是高次谐波电压下的相关效应会更加明显。输送电流如果包括直流则会造成不对称负载变压器的磁路饱和，增加谐波分量引起更严重的问题。
4系统谐波问题的应对措施
为了有效提高供电系统运行工作的安全性和稳定性，有效降低谐波对电网供电所产生的不良影响，充分保证供电系统内部电气设备的工作安全性，相关供电单位制定出了相应的问题解决措施。
4.1杜绝电力系统谐波振荡电压
为了保证电力系统供电安全性和稳定性，需要有效转变谐波互感器感抗性能以及电力系统内部的容抗大小，防止电力系统的谐波之间形成参数匹配问题。除此之外，在预防谐波产生共振的情况下，还需要有效提高电力系统的连续回路阻尼大小。因此，相关电力工作人员在进行系统设计时，为了有效保证电力系统设备的正常稳定供电和运转，需要对电压互感器设备的工作性能加以确认。通过改善电压互感器体系，同时增加电力系统的电容大小，在电力系统的三角位置接入电阻，可以有效预防电力系统覆盖设备中心点之间产生接触，同时在电力系统的中性点区域可以直接取消接地，进而使用电阻和地面之间直接进行衔接。
在电力系统互感器的三角区域范围内，通过设置对应的元器件和消除谐波的元器件，同时电力系统内部通过瞬间断续的控制方法，将电力系统互感器设备和可控设备之间进行有效的衔接，保证供电系统、电压互感器设备的工作稳定性，进而产生瞬间断续的良好工作效果。在实践工作当中，通过连续电阻的有效使用，提高了电力系统内部谐振回路阻力的电阻值大小，进而保证电力系统控制工作的有效性。在电力系统电压互感器、阻力设备以及开关配置的谐波消除过程中，由于谐波消除的效果和阻值的大小成反比关系，因此在电力系统的阻力数值大小为0的情况下，整体的消除效果达到最佳。而双向型可控瞬间连续短接，可以看成电阻阻力的数值为0，此时谐波不会对电力系统的检测和机电防护设备产生不良的影响。因此，在实际的供电系统当中，互感器三角区域范围内需要设置出相应的谐波消除装置，这样不仅可以解决供电过程当中出现的多频率谐波共振问题，而且还可以对电力系统的谐波共振基地和电力系统的区分提供良好的保障。
4.2应对电力系统谐波变形
在电力系统的供电运营工作中需要对机电防护装置进行有效选择，对机电防护装置的速度性、反应灵敏程度以及保护程度进行有效评价。在充分了解电力系统谐波恶化的情况下，要有效明确电流输入过程中电压波形所产生的形变原因，同时还需要使用电力系统的三次谐波来建立接地保护系统，防止电力系统由于机波检测疏漏而形成不良的谐波变形问题。除此之外，在有效使用变压器设备时，需要对相关的差动保护问题加以考虑，同时有效运用电力系统的高磁性波涌出的二次谐波成分。通过两次谐波制动的方法，对继电器系统工作形成良好的防护作用，有效地避免电力系统继电器产生错误、保护动作问题。从基础上来防止系统永流产生的误操作问题。
在电力系统的谐波防护路中，变压器插动保护工作主要是运用速保、变流器、二次谐波来进行制动。对于高频保护工作过程来讲，需要将谐波比进行有效调整，保证高频供电装置的正常稳定工作和运行，在超高压电网的高级防护过程中，通过输入信号的方法来有效消除内部所产生的不良谐波问题，从而有效预防谐波对机电保护所产生的不良影响，进而在110kV负序震荡闭锁单元当中，通过降低谐波互动问题来保证继电保护装置的顺利稳定工作和运行。
结束语
电能质量及其各项指标对于电网的正常运行至关重要，尤其是各种非线性负荷带来的谐波污染日益增加。针对谐波治理提出了最新的技术方案，以达到提高电能质量，解决谐波污染的目的。
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