客户端谐波治理问题的思考与研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇客户端谐波治理问题的思考与研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘 要】本文探析了客户端冲击性、波动性、非对称性等非线性负载产生谐波的主要原因和危害。根据目前用电管理现状，重点阐述了供电企业开展客户端谐波治理的目的和目标，并针对当前客户端普遍存在的由谐波引发的问题提出了合理的治理方案和对策，保障和提高供电企业电网的电能质量，保证客户正常的生产秩序和设备安全。

【关键词】客户端谐波；谐波治理；方案对策

随着社会经济发展和科技进步，客户对供电质量的要求越来越高，但客户大型设备的启停、转换频繁，电子装置等非线性负荷的迅猛增涨，谐波造成电能质量的问题也在增加。通过事故教训，谐波的危害性已逐渐被客户认识，开始重视谐波的治理工作。但是在实际工作中，还有相当一部分企业对谐波的危害程度认识不清，对谐波污染一无所知或置之不理，从而影响自身的生产，而且还殃及电网上的其他客户。

1 客户端谐波概述

客户端产生谐波最根本性的原因是非线性负载的存在。当电流通过非线性负载的时候，负载上的电流不是呈现正弦波形，在此状态下，众多客户汇聚到一起，引起电网中电流波形不再是正弦波，这非正弦波可以用傅里叶级数进行分解，即为基波正弦量和频率是基波整数倍的高次谐波正弦分量的总和。

客户端谐波的主要来源是受电设备和用电设备：1、电变压器空载合闸涌流产生谐波。变压器空载合闸会产生8至15倍的额定电流的励磁涌流，造成变压器中铁芯处于饱和状态，出现大量的奇数谐波。2、用电设备方面产生的谐波影响更大，如整流器、逆变器、电弧炉、变频换流等设备。譬如，整流器和逆变器，一个是将交流转换成直流，另一个相反。它们电路中的二极管阻抗非常小，接近于零，反向阻抗无穷大，每相电流输出波形为矩形波，利用傅里叶级数展开周期的矩形波形，可以看到除了工频正弦波以外，还叠加了一系列高次波形，即是谐波。还譬如，变频调速电机、变频空调等设备，虽然在实现平滑调速的同时还节约大量的电能，但在变频调速的过程中会产生大量的高次谐波。再如冶金行业中使用的中频炉、高频炉等冶炼设备，在整个冶炼过程中，频繁的开路和短路，会造成电压的波动和闪变。还有电视、电磁炉、微波炉等家用电器当中也存在着谐波，虽产生的谐波功率小，但是数量庞大，特别是对供电企业的低压配电网影响也可见一斑。

2 客户在谐波治理中存在的问题

用电客户普遍对于谐波产生的原因和危害没有过多的认识，更谈不上采取积极措施去治理。然而，随着产生谐波源的电气设备的使用越来越广泛，谐波污染造成的危害日趋严重，经过一系列的事故教训，让人们逐步认识到谐波的危害，采取治理措施的重要性和必要性。

谐波的危害主要体现在：1）引起电压的畸变。使设备不能正常运转，降低了功率真因数，增加了设备的损耗。2）增加了客户配电线路的损耗。谐波电流在配电线路上产生谐波压降，增大了线路附加损耗。特别对电缆线路的危害更大，除了上述的因素，谐波电压增强了介质的电场强度，会大大缩短电缆的寿命。3）增加配电变压器的损耗。谐波使变压器的铜损增大，谐波还会使变压器铁芯饱和，铁损也会增大。4）影响电容器安全运行。谐波在电容器上通过电效应、热效应和谐振引起谐波电流放大，使电容器过电流；谐波电压容易使电压呈现尖顶波形，使电容器过电压，两种情况都会导致电容器损坏。5）增加感应式电动机损耗，使电动机过热。6）会引起继电保护和自动装置工作紊乱、误动或拒动，并使电气测量仪表计量不准确。7）会对邻近的通讯设备产生干扰。8）对其它设备的影响，如引起断路器灭弧困难、开断能力降低，造成断路器损坏；避雷器因谐波过电压而损坏，电压互感器因谐振而损坏等。

由于谐波治理的专业性和理论性较高，需要专业测量设备和专业人员，才能准确测量和计算出各类设备的谐波分量，有针对性的采取措施治理，而客户电气运行值班人员一般不具备这样的专业能力。供电企业不但要注重用电客户的安全运行管理，在谐波污染日趋严重的形势下，也要把客户的谐波管理纳入正常的管理范畴和工作重点，对客户开展常态化的检测工作，对注入电网公共接入点的谐波不达标的客户，协助客户分析和制定治理计划，督促客户及时整改。挑选在谐波治理方面经验丰富、技术力量雄厚的专业厂家进行现场谐波治理，确保注入电网公共接入点的谐波符合国家标准。

3 谐波治理的对策和措施

谐波治理实际措施的选择要根据谐波达标要求、措施的效果、经济性和技术成熟程度等综合比较后确定，谐波治理应优先对谐波源本身或在其附近采取适当的技术措施。结合各种谐波治理的手段和措施，主要有以下几个方面。

（1）增加系统承受谐波能力。将谐波源由较大容量的供电点或由高一级电压的电网供电，可以减小谐波的影响。

（2）加装串联电抗器。在客户进线处加串联电抗器，以增大和系统的电气距离，减小谐波的相互影响。

（3）改善三相不平衡度。从电源电压、线路阻抗、负荷特性等找出三相不平衡原因，加以消除，可以有效地减小3次谐波的产生。

（4）优先选用/Y联结组别的变压器，这样的联结可以将三的整数倍的高次谐波抑制在二次侧，电网上只有5、7、11、13等奇次谐波。

（5）加装静止无功补偿装置（或称动态无功补偿装置）。采用TCR、TCT或SR型静补装置时，其容性部分设计成滤波器，有抑制电压波动、闪变、三相不对称和补偿功率因数的功能，有效地减小波动谐波源的谐波量。

（6）增加整流装置的脉动数（相数）。对整流装置进行改造或者利用相互间有一定移相角的整流变压器，可有效地减小谐波量。

（7）加装交流滤波装置。通过设计，在谐波源附近安装若干单调谐及高通滤波支路，以吸收谐波电流，可有效地减小谐波量。

（8）避免电容器对谐波的放大。改变电容器的串联电抗器，三次谐波较大时，串联12%的电抗器；五次谐波较大时，串联4.5%的电抗器等等，或将电容器的某些支路改为滤波器，或限定电容器的投入容量，可以有效地减小电容器对谐波的放大并保证电容器的安全运行。

（9）采用有源滤波器APF等新型抑制谐波的措施。有源滤波器APF的基本原理是利用电力电子技术动态地产生一个与谐波源相反的谐波，从而有效地消除其影响。

以上是目前的谐波治理的一些常用的手段和方法，随着科学技术的不断发展和进步，新方法、新技术会不断地问世，解决谐波污染的方法和途径会越来越多，也会越来越彻底，治理成本的经济性也会越来越合理。但无论技术发展得怎样，归根结底还是要人们去重视、去解决，才能减少和避免谐波对社会生产生活所造成危害。

4 总结

本篇文章介绍了用户端谐波产生的原因和危害，并且探析了当前在谐波治理上的措施和方法。但是在实际操作中，客户端谐波治理工作是一项艰难、复杂的系统工程，虽然部分客户在谐波治理后体验到了电能质量改善和经济效益诸多好处，但是还存在着相当大的客户群体对谐波治理的不重视、不理解，导致供电企业电网深受其害，电能质量得不到保证，客户自身用电异常和故障不断，造成供用电纠纷和矛盾不断。具备专业优势的供电企业应该进一步加强宣传、解释和引导工作，通过实际案例让客户真正认识到谐波的危害性，为客户提出科学、经济、合理和便于操作的谐波治理方案，最终达到治理的目的，供用电双方实现和谐共赢人局面。

参考文献：

[1]孙树勤.林海雪.干扰性负荷的供电[M].中国电力出版社.1999.

[2]刘利宏.治理谐波污染，提高电能质量[J].电气时代.2002.

[3]顾定军.电网谐波治理相关问题探讨[J].电力需求侧管理.2010（02）.

[4]王语园.电力系统谐波治理问题研究概括[J].内江科技.2012（12）.