企业如何治理配电网中的谐波

企业配电网的运行质量和效率，对电能质量的要求越来越高。我们所指的电能质量包括系统电压、频率的合格率，峰值、超限电压持续时间、停电时间，以及电网谐波含量等诸多方面。其中，谐波一直是影响电能质量的主要问题。根据多年电网运行经验，谐波普遍存在于电力系统发、输、配、供、用的各个环节。因此，谐波的治理是降低电能损耗，延长供配电设备的使用寿命，改善电磁环境的重要措施。

企业中经常出现的情况是，企业在配电房内进行了无功补偿，但未进行电网消谐处理，从而导致电力电容器故障，引发一系列的安全问题，因此企业需注意配电网谐波的治理。

1、谐波介绍

1.1谐波的概念

谐波，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。非线性负荷吸收电流和外加端电压为非线性关系，这类负荷的电流不是正弦波，且引起电压波形畸变。周期性的畸变波形经过傅立叶级数分解后，那些大于基频的分量被称作谐波。

谐波产生的原因主要有：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。

1.2 谐波的类型

谐波按其性质和波动的快慢可分成四类:准稳态谐波、波动谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。因其多样性和随机性，在实际工作中，要精确评估谐波量值非常困难， 

1.3 谐波的测量

通常采用电能质量测试仪来监测和分析谐波。一般来说，将配电房变压器进线柜连接点作为谐波监测点，测量该点的电压和电流后，通过对电压和电流的分析，取得谐波测量资料。

2、配电网中的谐波源

2.1输变设备

输电和配电系统中存在大量的电力变压器。因变压器内铁心饱和，磁化曲线的非线特性以及额定工作磁密位于磁化曲线近饱和段上等诸多因素，致使磁化电流呈尖顶形，内含大量奇次谐波。变压器铁心饱和度越高，其工作点偏离线性就越远，产生的谐波电流就越大，严重时三次谐波电流可达额定电流的5%。

2.2用电环节

用电环节谐波源更多.晶闸管式整流设备、变频装置、充气电光源以及一定量的谐波都能产生。

晶闸管整流技术在电力机车、充电装置、开关电源等很多方面被普遍采用。它采用移相原理，从电网吸收的是半周正弦波，而留给电网剩下的半周正弦波，这种半周正弦波分解后能产生大量的谐波。有统计表明，整流设备所产生的谐波占整个谐波的近40%，是最大的谐波源。

3、谐波治理

主要是通过在电容补偿回路中串联与之相匹配的电抗器同时提高电容、开关的物理参数，从而有效滤除电网中的部分谐波电流，一般30%左右，另外电容合闸时不会产生谐波电流放大，倒送至电网加重污染等问题，该方法既能有效抑制谐波，又能保证补偿设备正常工作。此种谐波治理方法是目前Z经济也是Z常用的有效方法，若企业用于无功补偿的电容器出现起鼓、漏液、爆炸情况，说明此时配网中谐波污染很严重，这种情况下就需要安装滤波器。

3.1有源滤波器

有源电力滤波装置的基本原理是从电网中检测出谐波电流，经内部芯片快速计算、分析、比较，控制主功率单元产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波成分。。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响。该有源电力谐波器根据最新的瞬时无功功率理论，应用数字信号处理技术(DSP)，脉宽调制技术(PWM)，智能化功率单元技术(IPM)，触摸屏技术(GP)等前沿科技，可实现动态消除谐波，平衡三相负荷，是一种高技术含量，滤波效率最理想谐波治理和无功补偿产品。