陈健
广西桂东电力股份有限公司
【摘要】在现代社会中，电力技术已经成为人们必不可少的应用资源，短期的断电会让人们的生活变得不便，而长期的断电则会造成多种损失。因此，需要加强电力系统的运营维护，使其正常、稳定供应电力。电力系统谐波会对电力设备、通信性能造成危害，加强谐波治理是促进电网安全、稳定运行的重要方式，还能实现绿色用电节能理念。
【关键词】电力系统；谐波；影响；治理
电力电子设备的大肆应用会给电网注入大量谐波，进而导致电网电压发生畸变，影响电力系统安全稳定运行。但在现代社会中大量应用电子设备成为常态，需要通过其他途径降低谐波危害，否则电能质量问题将更加突出。因此，进行电力系统谐波研究具有重要意义。
1.电力系统谐波概述
电力系统谐波就是一种由电力设备运行产生的干扰能力，会改变电压电流相位关系，降低电能质量和威胁电网、电力设备运行质量[1]。通过探究谐波产生过程和产生原因，有助于找到抑制谐波的方法。谐波会伴随着电力设备运行产生，主要源头就是非线性负载的使用，可分为奇次性谐波和偶次性谐波。如变压器产生的励磁电流含有奇次性谐波。其中，奇次性谐波的危害性要大于偶次性谐波，每种谐波的频率、相角都有所不同，而且会随着电力设备更新而发生变化。在日常用电过程中，最常见的谐波就是发电源质量不高产生的谐波，因为发电机难以做到绝对对称，从而导致发电源或多或少产生一些谐波。但是，就危害性来说，发电源产生的谐波较少，危害性不是很高，而电力变压器产生的奇次性谐波危害较大。
2.谐波对电力系统的影响
2.1影响变压器
在电力系统中会配备大量的变压器，通过变压器与变频器一起工作，为人们提供各种频次的电力。但是，在这个过程中，电流经过变频器会产生谐波，进而对变压器产生影响，造成变压器电阻损耗、漏磁通或铜耗增加，进而影响变压器运行质量。一旦变压器因为谐波而降低工作效率，就会对供电网运行质量造成影响，严重者会导致供电网瘫痪，给供电企业造成重大损失。另一方面，各种电力设备产生的谐波叠加起来也会对正常运行的变压器产生很大干扰，降低变压器的稳定性。变压器自身也会产生谐波，当变压器带负载运行时，会产生三次和三的倍数的谐波，并通过三角形连接方式形成内部环流，增加电量消耗，容易使高压侧电流过大而影响设备运行。
2.2影响电容设备
电容设备是电力系统中重要组成部分，在谐波的影响下，电容补偿设备的谐波抗阻会随着系统的谐波频率发生变化。一旦系统中的谐波频率超出电容补偿设备的抗阻值，就会出现电容器与其他设备串联谐振现象，导致谐波电流放大，严重者会出现危险谐波电压超过电容承受力，出现电容器零件损坏现象[2]。因此，系统谐波会对电容器造成损坏，一旦电流超出电容器限值，会导致电容器因为过热而烧坏，进而影响电力系统稳定运行。
2.3影响电力电缆
由于电缆中含有一些铁磁材料，这样会导致发生谐波时铁耗增大，进而引发电缆过热，容易出现电磁铁和涡流脱扣困难，导致分合闸失败。另外，当谐波电流流过电缆时，电流会集中在导体的表面，电流交流阻抗随之增加，从而导致电缆长期处于发热状态，影响电流表面使用质量，导致电缆局部放电加剧，容易引发电缆介质不稳定，进而增加事故发生概率。
2.4影响通信系统
谐波会对通信系统造成干扰。日常生活中会影响通信清晰度，如导致电视机、电脑、手机等设备的图形失真或畸形。在工作中会干扰通信信号，造成计算机系统瘫痪，影响与通信系统相关的工作单位工作效率，如，影响到故障处理、防灾救护等工作。另外，高次谐波还会直接对用电设备造成危害，加快设备老化或出现程序运行错误，给人们用电造成负面影响。
3.谐波的治理
3.1变压器谐波抑制
关于解决谐波对变压器的影响的最佳方式就是改变接线方式[3]。可以将传统的Yyn型转变成Dyn型，或直接采用混合式接线方式，这样就能将负荷过程中产生的谐波电流抵消掉。在改变接线方式后，还需要加强日常巡视工作，仔细检查变压器的温度变化情况，从而及时发现变压器的不合理变化，进而采取措施将其扼杀在摇篮中。
3.2串联电抗器
可以将不带电抗器的电容器与带电抗器的电容器进行串联，从而增加每个电容器的电抗率。特别是高次谐波中，电抗率将直接影响电容器对谐波的抑制性能，只有提高电容器的电抗率，才能降低高次谐波影响。通常来说，在已知的电力系统中，电抗率的取值不能小于谐波次数平方的二分之一。例如，在七次谐波中，电抗率的取值要大于72的二分之一，即大于2%。需要注意的是，过大的电抗率也会造成消耗的无功功率增大，因此可以采取2%的1.1-1.5倍，如2.2%-3%左右，从而能够达到最佳的抑制谐波的作用。
3.3加装滤波器
滤波器是一种抑制谐波的装置，常见的类型有有源滤波器和无源滤波器。其中，有源滤波器是一种通过可控半导体元件作为过滤器的装置。这种滤波器可以通过产生与谐波互成正反的波形，进而能够与谐波抵消掉，具有可控性高、响应速度快的特点。无源滤波器可以装在谐波源附近，从而形成谐振回路，进而抑制谐波。需要的元器件有电阻、电容、电感等，具有可靠性高、成本低的特点，但需要较大占地面积，因此容易受到限制。
3.4优化接线方式
为了提高电力系统的谐波治理效果，供电企业可以结合电力网具体结合采用合适的接线方式，通过灵活调换方式改变电流和谐波频率，从而能够促进系统谐波合理分布，为电力系统稳定运行提供保障。另外，供电公司可以从用电客户方面出发，鼓励客户错峰用电或移峰平谷，这样就能避免电力网因负荷过低或过高而引起电压变化，降低谐波产生可能性。
4.结束语
在21世纪中，电力已经成为必不可少的重要能源。但随着各种电力电子设备的广泛应用，给电力系统带来谐波污染越来越严重。加强对谐波的重视和治理势在必行，可以通过降低谐波对变压器、电容设备、电力电缆等谐波影响来提高电力系统的安全性和可靠性。在这个过程中，电力企业需要加强对谐波抑制技术的应用，进而促进电力行业稳定发展。
参考文献
[1]杨璐,张菲玥,姚晨.电力系统谐波对电能计量装置的影响分析[J].丝路视野,2018,0(15):148.
[2]朱东花.分析电力谐波对不同计量装置的误差影响[J].电子制作,2017,0(2):91-92.
[3]周婧姝，李杨.谐波对电能计量造成的影响和解决措施探究[J].电子世界,2017,0(4):177.