李文强
国网昔阳县供电公司 山西晋中 045300
摘要：随着当今供配电系统的不断发展，电力谐波问题的研究也越来越受到人们的关注。基于这一情况，本文对电力谐波给供配电系统带来的影响及其治理策略进行分析，首先分析了电力谐波对供配电系统产生的影响，然后具体分析了某谐波治理的实例，最后针对电力谐波的治理提出了合理化的策略。希望本次的分析可以为供配电系统中电力谐波的治理提供出一定的帮助，进而有效保障供配电系统的良好运行。
关键词：供配电系统；电力谐波；治理
引言
随着科学技术的进步越来越多的非线性用电设备、冲击性负荷等在供配电系统中得被广泛使用给供配电系统带来了大量的谐波污染,严重影响了电能的质量对于供配电系统的持续健康发展造成了巨大的影响。因此对于相关管理人员而言,采取相应的谐波治理措施,改善电网电能质量已经成为供配电系统中的重要研究课题。
1谐波来源
电力系统中谐波的来源比较广泛，概括起来可以将其分为:发电源引入的谐波、输配电系统引入的谐波以及用电设备引入的谐波。其中发电设备和输配电设备均不是影响电网谐波的主要因素，而电网谐波主要是由非线性用电设备引起的。
2电力谐波对供配电系统的影响分析
2.1对电力电缆的影响
因为集肤效应，当电力系统中的谐波电流从电缆中通过时，电流会集中在导体表面，减少电缆的实际载流面积，增加电缆的电阻，加之谐波电流会导致高频率电场的产生，会加剧电缆绝缘局部放电的现象。同时，因为电容分布在电力电缆中，也将使电力电缆中的谐波被放大。在这样的情况下，电力电缆的耗损程度会进一步增加，并随着温度的不断升高而发热，严重影响电力电缆的稳定性，增加事故发生率。
2.2对变压器的影响
在电力系统中，变压器起到核心性作用，但是如果电力系统中有谐波产生，且谐波电流对变压器造成了影响，造成变压器绝缘老化、发热、功耗增加等问题，就会使其工作效率降低，甚至使其停止运行时，整个供电网络的运行都将受到不利影响，严重时甚至会造成供电网络瘫痪的后果。同时，在电流从电力设备中通过时，各电力设备中都会有谐波产生，且不同设备的谐波频率会有所不同，这些谐波的影响作用会相互叠加，进而在很大程度上干扰变压器的稳定运行。如果变压器的运行不能维持在稳定状态，电力系统中的电流情况也将会受到不利影响，这些不稳定的电流从变频器中通过，就会让变频器产生的谐波更加严重，变压器也会受到更大的影响。这样的恶性循环不仅严重影响变压器的工作效率，而且将缩短其使用寿命，直接影响供电企业的经济效益。
2.3影响保护装置
电力谐波的存在会对供配电系统的保护装置造成影响导致装置的不动作或误动作引发区域性的停电事故。造成这种现象的原因是由于电力线路中继电保护装置的整定值是按照基波负序量进行确定的加果谐波电流叠加到整定值回路中就会造成负序保护装置的误动作影响电力系统的安全。
2.4对计量仪表及电子设备的影响
无论是电子仪表还是模拟仪表，谐波的存在都会对其精度产生影响。电子仪表在谐波的影响下无法有效区分有害谐波功率与有益基波功率，会将两者同等对待，其直接结果是加大了计量误差;模拟仪表在谐波的影响下会在绕组及圆盘中产生谐波电流，并在圆盘上产生转矩，其直接结果是电能表反应的是谐波功率，导致计量电能数据大于真实使用数据，增加用户费用。
对于电子设备而言，其最主要的影响是谐波电压或者是谐波电流的零点与峰值发生改变，使其偏离真正的零点与峰值，其直接结果是导致控制电路出现误动甚至崩溃。
3谐波治理
3.1使用无源谐波滤波器
无源谐波滤波器是由电抗器同电容器串联所构成的LC回路，并联于电路系统。首先确定需要滤除的谐波频率，然后将LC回路的谐振频率设置成与其相一致即可进行滤波。但是该类型滤波器的滤波效果不太理想，若谐振频率设定不当会与系统产生谐振。现在，市场上流通的比较多的滤波方式便是无源滤波，主要原因是其成本低，用户易于接受。
3.2使用有源谐波滤波器
有源谐波滤波器的工作原理为在其内部设置电子元件，通过产生一个与系统谐波频率相同、幅度相等、相位相反的谐波电流，从而同系统中存在的谐波电流相抵消以达到消除系统谐波的目的。通常情况下，在有源滤波的额定无功功率范围内能够实现100%的滤波效果。然而由于内部电子元件的耐压性，使得额定电流受限，导致制造过程比较复杂，成本极高，超出普通用户的承受范围，使用相对较少。
3.3变压器接线方式的合理设置
通过各种变压器接线方式的混合使用，可以让5次谐波和7次谐波之间相互抵消掉。在共用电网的运行过程中，谐波大多来源于变压器，且和变压器绕组接线的方式有着直接关系。例如，在10kV的配电系统中，变压器绕组接线的方式通常是Dyn形式或者是Yyn形式，在110kV和220kV电力系统中，变压器一次侧的绕组接线方式通常是星型，二次侧的绕组的接线方式通常是三角型。通过这样的绕组接线方式的不同，就可以让整个电力系统中的主要谐波电流得到有效削减。
3.4设置滤波器
滤波器分为无源滤波器和有源滤波器两种。其中,无源滤波器主要是利用电路的谐振原理实现滤波的目的油电力电容器、电抗器以及电阻组成在实际运用中河以与谐波源并联连接,实现滤波和无功补偿的功能。这种滤波器结构简单,成本低廉,维护方便在吸收高次谐波方面具有十分显著的效果。有源滤波器(AFP)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,集成了电力电子自动控制、高速计算机等技术河以以电流互感器测量到的负荷电流的谐波含量为依据经过相应的运算通过逆变器产生与系统各次谐波大小相等相位相反的谐波电流注入到电网中对谐波进行消除或者说中和。AFP的优势包括:(l)可以根据供配电系统中的谐波进行自动调节不需要对负荷谐波的次数进行考虑;(2)不存在过载危险;(3)与电源设备存在良好的兼容性;(4)可以实现与电气网络任意点的连接;(5)可以在同一个电气系统中并联多个提高滤波治理的效率和质量;(6)可以有效克服传统谐波抑制和无功补偿方式中存在的不足实现动态跟踪补偿。在实际应用中,一般为了实现最佳的滤波效果会将无源滤波器和有源滤波器结合起来使用河以充分发挥各自的特性实现优势互补。
结语
电力谐波会对供配电系统的正常运行带来很大程度的不利影响。所以，相关单位应该对此加以重视，并通过合理的策略来进行谐波治理。这样才可以有效保障电力系统的正常运行，提升设备的运行安全和使用寿命，满足人们的用电需求，促进电力企业经济效益的提升。
参考文献
［1］王国涛.浅析电力系统谐波危害及治理措施[J].计量与测试技术，2019，（9）：73-74.
［2］潘博，王健.矿山电力系统谐波的危害与治理[J].山东工业技术，2019，（8）：95.
［3］王熹瞳.浅析低压配电线路无功补偿装置谐波治理技术［J］.电子制作，2019，(04):88～89.
［4］陈必荣.电力系统谐波危害及其治理措施的分析［J］.电气时代，2016，(08):52～55.
［5］张建军，陈磊，毛俊杰.电力系统谐波产生的原因及治理措施分析［J］.科技资讯，2014，(35):110.
［6］夏雯，李振华.电力系统谐波分析方法综述［J］.通信电源技术，2018，(03):27～29.
［7］李许军，姜毅龙，杨龙，刘艳，王春霞.电网谐波对线性用户电能计量的影响分析及改善措施［J］.工业计量，2018，28(03):93～100+112.