高鹏1 刘祺2
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摘要：随着科学技术的迅速发展，越来越多的新技术、新设备在电网建设和运行过程中得到日益广泛的应用，特别是非线性用电设备在电网中得到了更大范围的推广，并呈现出明显优势。值得注意的是，此类设备大量投入运行使得电网中的谐波比例进一步增大，由此导致供电系统的干扰性增大，使电网的电压、电波流动出现一定程度的畸变，而这样的情况对于供电质量会造成比较严重的影响。基于此，本文重点分析谐波对于电网的主要危害以及治理措施等相关内容。
关键词：谐波；电网；危害分析；治理措施
在电网的运行过程中，极有可能因为谐波影响而出现不同程度的问题，使电压、电流等出现不同程度的畸变，而这样的情况对于电网和用电系统的安全稳定的运行都会造成十分严重的影响。因此针对这类情况，需要着重探讨谐波对于电网的主要危害以及相对应的治理措施等内容，落实各项治理对策，以此确保电力系统和用电设备能够更加安全经济的运行。
1 谐波对电网的主要危害
在电网的运行过程中，不可避免的会出现一定程度的谐波，而这种谐波如果积累到一定程度，就会在很大程度上危害电网的运行质量以及电器设备等等。具体来说，其危害的内容主要表现在以下几个方面：
1.1谐波对电网运行的危害
（1）谐波可能导致电力系统出现比较明显的电压谐振，由此使电路上出现谐振过电压，由此导致线路和设备绝缘被击穿而出现短路；（2）谐波导致系统继电保护和自动装置出现误动作的情况，对电力系统的安全运行会造成严重影响；（3）谐波量相对来说比较大就会导致系统中反应工频正弦量的多数监视、测量仪表产生一定程度的误差；（4）谐波对通信系统通话的清晰度会造成严重影响，更有甚者，会导致整个通信系统出现紊乱；（5）谐波对功率因数补偿效果会造成严重影响；（6）谐波如果比较严重，可能导致整个计算机系统陷于瘫痪失控[1]。
1.2谐波对电网电气设备的危害
（1）危害电动机发动机。感应电动势中的高次谐波在同步电机气隙中磁性磁场沿电枢表面的分布情况呈现出平顶波形。通过傅里叶级数可以对其进行分解，成为一系列的小波形或者基础波。谐波次数V=1、3、5、7，高次谐波电动势的存在，会严重影响发电机的电动势波形，同时也会损耗发电机本身的杂散，斜坡电流如果串入电网，对整个通信系统也会造成很大的干扰；（2）危害变压器。变压器中磁路通常情况下在一种饱和的状态，在这样的情况下，励磁电流中出现三次谐波磁通，利用油箱壁或其它构件的情况下会在相关构件中出现涡流损耗，近日在很大程度上降低变压器的效率；（3）危害电力电容器。谐波电压加在电容器两端的情况下电容器对于谐波电流会有比较小的阻抗，而且谐波的次数越高，所呈现出的阻抗就会越小，所以电容其极有可能出现过载或者烧毁等问题。
1.3 谐波对配电网中的危害
（1）开关设备。因谐波电流使得开关设备在启动瞬间会出现特别高的电流变化率，由此进一步增大暂态恢复峰值电压，对于绝缘造成严重的破坏，同时很可能导致开关的跳脱或者物误动作等。（2）电力电子设备。电力电子设备大多数情况下要通过相对应的精确电源零交叉原理来针对具体形态进行有效控制，如果电压出现谐波就会使其出现不同程度的无动作。（3）计量仪表。造成感应盘中产生额外转距，出现比较明显的误差，降低精度，甚至对线圈造成烧毁。（4）保护电器。电流有谐波会产生额外力矩，对电器的动作特性造成很大的改变，甚至出现误动作或者对其操作特性造成很大的改变。（5）感应电动机。电流和电压谐波可能损毁电动机时期，温度持续升高，同时对于电磁转速也会造成很大改变，对输出效率造成严重影响，有巨大的噪声。（6）变压器。
电流和电压谐波会在很大程度上提高变压器的铜损率，严重升高变压器的温度，降低绝缘性能和噪声等。（7）电力电容器。谐波出现的时候，因为频率比较大，会在很大程度上减少电容器阻抗，有大量电流，对电容器造成严重损坏。
2谐波对电网造成危害的治理措施
2.1 有针对性地采取隔离补偿和缩小措施
针对谐波的产生和传播特点进行深入分析，采取与之相对应的隔离、补偿和减小措施等。在配电网运行过程中主要有三次谐波污染，要着重做好谐波的检测工作，然后以此为基础，进一步采取行之有效的措施，例如，加装过滤设备等等，以此有效减少谐波出现在电网的几率。同时，针对电气设备设计人员而言，在设计的最开始也要充分考虑到设备的谐波污染度，将其有效控制在标准范围内[2]。
2.2 有针对性的配备源谐波调节器
由于边频带上的频率会根据传动装置速度变化而产生一定的变化，因此很接近基波频率，因此由变流器或逆变器产生的边频带和谐波用普通的滤波器来处理，面临很大的难度。针对这样的情况，在具体的操作过程中可以配备源谐波调节器，通过实时检测负载的谐波和无功分量，用PWM变换技术，将与谐波和无功分量大小相等、方向相反的电流注入供配电系统中，一次进一步有效补偿由负荷产生的谐波电流，实现滤除谐波、动态补偿无功的功能。
2.3 加装隔离变压器
均衡的3次谐波电流传回到电源，可通过一台Dyn接法的隔离变压器来降低谐波。在应用该变压器的过程中，通常情况下要装设一个旁路的电路，以此有效规避变压器维护过程中可能出现停止供电的情况。要用中性线有足够大的通用四芯馈线[3]。在配电系统中，要把隔离变压器就地装在每一配电盘上，以隔离3N次谐波电流与配电系统。隔离变压器要得到有效的控制，进一步提升额定值，不然的话很可能出现电压过热等问题。
2.4 进一步加大对标准、规范的宣传和管理力度
对于谐波定义、测量以及相关标准和规范进行大力宣传，进一步有效宣导谐波治理的重要性和必要性，充分实现节能减排高效利用，以此确保电网和相关电气设备的运行和安全可靠，有相对应的舆论氛围和群众基础。在针对谐波进行治理的过程中，要确保相关部门有效配合，进一步调动电力供需的各个环节，以针对谐波来源分析为基础，进一步有效做好共同治理。
2.5 有针对性的设置无源电力滤波器
在低压配电网中广泛应用多种电力电子器件所构成的非线性节能设备，可能会进一步加大谐波的污染程度。针对这样的情况，需要进一步有效规避谐波放大的趋势，在该装置的配备过程中，要有针对性地将电抗率设定为6%，使其在基波频率下呈现容性，既作为基波无功补偿装置，又兼作谐波滤波器，以此更有效的规避电容器组出现谐波过电流，进一步降低系统谐波含有率[4]。通过相对应的实验研究，也可以进一步看出，这种方法能够更有效的抑制3、5次谐波。
2.6 主管部门要全面深入分析所管辖配电网的具体运行情况
在危害管控过程中要对其进行科学合理的测量，以此进一步明确谐波的具体位置和根源，为谐波的有效治理提供必要保障，进一步搜集最为翔实且精准的材料，对谐波起伏相对较大的部位，要设置对应的观察点，使所收集的数据更为精准可靠。针对电力用户来说，可以对供电部门的电力是否满足要求进行深入分析，针对供电部门来说，可以对用电户的电力设备运行质量进行科学合理的评估，进一步有效检测其是否出现超标的谐波污染。
结束语
总而言之，通过以上分析能够充分看出，在当前的电网系统运行过程中，不可避免的会出现一定程度的谐波，谐波对电网会造成极大的危害。针对这样的情况，就需要充分把握具体危害，明确相应的问题及根源，并作出行之有效的处理，以此确保整个电力系统安全稳定的运行。
参考文献：
[1]张彬.城市电网谐波治理问题的探讨[J].高科技与产业化.2019(10).
[2]董新武.电网谐波的危害及抑制方法[J].现代经济信息.2017(11).
[3]刘长林，满俊来.配电网的谐波治理[J].中国电力企业管理.2017(08).
[4]涂斌.沈宵朗.基于DSP的电网谐波监测仪的研制[J].企业家天地(理论版).2010(06).