配電網諧波影響分析

姜慶飛+楊冠魯

摘 要：隨著經濟的發展，人們生活中常會出現較大的諧波，比如空調開關電源、計算機等均有可能出現諧波。而諧波在電網傳遞中會出現一定的損耗，這是電網線損害的重要原因，會對配電網的正常運行造成一定的影響。此外，諧波還可能引發過量的電流諧振，變壓器難以承受中線過流等情況。因此，相關人員必須加大對其的重視度。在以往研究的基礎上，對配電網諧波的影響進行了探討，分析了諧波的影響，提出了相應的抑制方法，旨在降低諧波對配電網的影響。

關鍵詞：電網；諧波分量；電壓波形；電力企業

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.116

隨著現代科技的發展，電子設備對電壓波形有著高強度的敏感性，備受電力界的關注。據美國相關電力研究結果，電力機房中性線電流遠遠要超過其他電流（如滿負荷相電流）。而我們日常工作中的辦公領域中，因非線性的負荷存在著較大的差異性，其可能造成的結果是配電網的三相會失衡。由此可見，電力配電網中的網損問題逐漸增多，且諧波電流過量，中性線、變壓器負荷過重，三相不均一等問題也不斷出現。因此，相關人員應加大研究力度，將諧波的負面影響降到最低。

1 諧波對配電網的負面影響

當配電網系統遇到諧波電流進入時，會導致配電網電壓變低、電壓脈沖等情況出現，嚴重時可造成停電事故。雖然諧波入侵的時間較短，但對具有高度敏感性的電器依然能造成較大的損害。對于正在使用電腦操作的辦公人員，一旦停電，則可引起相關資料的丟失；在產品加工中，以上現象可能會造成生產停止、產品不合格，嚴重時可能造成加工機械零件出現燒損的情況。諧波電流入侵到配電網系統中后，會在原有基波的基礎上增加影響力，導致配電網受到阻礙，進而引發電壓發生跳閘等故障，對電力企業、加工企業造成嚴重的經濟損失，威脅著用戶的財產安全。

2 配電網諧波處理的基本原則

在電力工作中，應本著“以人為本”的工作觀念，提高配電網供電的穩定性和居民使用電的安全性。為此，用電戶可能引發的諧波電流進入配電網中的電流量應處于國家規定的標準范圍內，配電網相結合處的電壓正弦波畸變率必須處于合理的規定范圍內。其中，我國實施的考核標準《電能質量公用電網諧波》（GB/T 145419—93）中的具體諧波分量限值如表1所示。

3 配電網諧波抑制方法分析

3.1 加大整流器的脈波數

據研究，配電網系統中大量的諧波出處主要為整流器。實驗表明，當整流器中的波形脈波數較大、次數較少時，特別是5次和7次時，諧波量也會相應減少。如果將整流器的整流相數設定為6相，則在操作中形成的5次諧波電流可達到基波電流的20%，相應的7次諧波電流可達到基波電流的11.8%.但將整流器的相數調至12相時，前者的5次諧波電流將會降低至后者的5%左右，而7次諧波電流也會降到后者的3%左右，因此，可比之前的效果提高4倍。

3.2 配電網上游和分組設置擾動負荷器

任何諧波干擾均會對配電網系統造成一定的損害，會隨著短路功率的降低而增大諧波。為了進一步消除諧波干擾對配電網系統的影響，應從配電網的設計過程入手，最佳方法就是將擾動性負荷設置在鄰近電源上游部分，并將電器與該系統中的相應負荷分離。以上做法可防止諧波電流在配電系統中出現，并達到保護電壓系統的目的，且能實現節能的功效。

3.3 增加諧波抑制的相應設備

近年來，濾波器技術在配電諧波抑制領域得到了廣泛應用，可將其分為2類，即無源濾波器和有源濾波器。前者在高次諧波抑制方面有著較強的作用，在配電系統正常使用時對基波有容性推進功能，在配電系統無功時可起到補充的作用，不需要利用其他電容器，且操作方便、快捷，但不適用于大型電氣設備（電弧爐、軋機等設備）；后者應視配電網的運行情況給予合理補充，在使用中不會影響配電網系統中的零件，但費用較高，其推廣受到可限制。對于大功率電氣設備，可使用具有針對性的無功補償設備（TSC、SVG、SVC），從而確保配電網的正常運行。

4 結束語

目前，電力系統在向企業、商場供電時，應充分考慮諧波的影響，選取合理的設計方案。諧波對配電網可造成一定的損害，應采取增加擾動負荷器、濾波器等方法消除其影響，從而保證用戶用電的安全性。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕