南山区西丽福华小学:电网谐波污染治理

限制电网谐波的主要措施有:
(1)增加换流装置的脉动数;
(2)改变电容器组的安装位置或调整电容器组的无功出力;
(3)采用三角形联结变压器隔断了零序3倍数谐波的流通;
(4)同步发电机中采用短矩线圈和分布绕组可以减小谐波;
(5)采用无源滤波器(PF)有源电力滤波器(APF)等;
　　拓展阅读：
　　电能的供应需要由电网传输。理想的公用电网的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。由于电器的使用会产生谐波电流和谐波电压，注入到电网中，就成为电网的一种污染，它会导致电网中的电流和电压波形畸变，电能质量下降，使电器设备的使用环境恶化，危害电网及电网中的其它设备。
　　谐波的产生主要来自两大方面,一是来自用户的非线性负荷,二是来自电源系统。近几十年来，各种非线性负荷的广泛使用，使得谐波污染的问题变得日益突出。而各种复杂、精密、对电能质量敏感的用电设备的不断普及，人们对电能质量及可靠性的要求越来越高，这使得电能质量问题对电网和配电系统造成的直接危害和可能对人类生活和生产造成的损失也就越来越大。电能源应用在世界范围内已经出现不断升级的大规模停电等事故和频繁的城市火灾，其中大部分与谐波污染和不恰当的处理不同程度相关。
　　谐波的治理
无论是从保障电力系统的安全、稳定、经济运行的角度, 还是从用户用电设备的安全、正常工作的角度,
有效地治理谐波, 将其限制在允许范围内, 还电网一个洁净的电气环境, 营造“绿色电网”, 已经迫在眉睫。

　　谐波污染对电网的影响主要表现在:
(1)造成电网的功率损耗增加、设备过热, 寿命缩短、电子元器件的继电保护或自动装置误动作影响电子仪表和通信系统的正常工作, 降低通信质量增大附加磁场的千扰等;
(2)引起变电站局部的并联或串联谐振, 使正常的供电中断、事故扩大、电网解裂等。
　　

我国将加强低压配电网三次谐波污染治理
从国家经贸委节能信息传播中心日前举行的“三次谐波滤波器专家评审会”上了解到，三次谐波对电网的危害日渐严重，谐波治理已不容忽视。在欧洲IEC和我国GB/T14549标准的基础上，国家准备出台强制性规范限制电网中的谐波，为此电力设备供货方和用户有必要预作准备。
专家介绍说，三次谐波污染主要存在于低压配电网中。对电网危害主要有：功率损耗增加、设备寿命缩短、接地保护功能失常、遥控功能失常、电网过热等。对配电站，谐波会造成电子器件误动作、电容器损坏、附加磁场、中性线过载和电缆着火。

电网谐波产生的原因是整流器、UPS电源、电子调速装备、荧光灯系统、计算机、微波炉等电力电子设备和电器设备的使用。在这些设备集中使用的地区，如工厂车间、公寓大厦、居民小区、写字楼、酒店商厦等，谐波污染相当严重，电源质量明显下降。特别是三次谐波会产生特别高的中线电流，甚至会超过相电流值，因此造成电器设备寿命大为减短，电网过热，甚至可能引起火灾。

电力谐波也是一种污染，基于其可能造成负面影响，各国纷纷出台治理措施。主要是制定相关标准，包括对产生谐波设备的限制要求；分析现有电网和待建电网中的谐波情况，局部重组电网结构；分离或隔离产生谐波的设备，使用滤波器等。

长期以来，国内供电系统和用户较少注意到电网中谐波的危害，但电力供应和供电质量是不可分割的。我国将于今年年底或明年年初出台谐波控制强制性规范，强化对三次谐波污染的治理。国内一些企业已开始重视谐波的污染，投资安装谐波滤波器，取得了节能和提高电网品质的双重效果。

此次专家评审会对ABB公司的三次谐波滤波器进行了综合评定。专家经过理论分析和实际测定，认为ABB公司无源串联滤波器技术先进，安全可靠，对清除三次谐波污染效果十分显著，增加了电网系统的可靠性和现有网络和配电柜的负载能力，提高了低压电网的效率，可延长灯具和设备中电容器的寿命，可进行大规模推广。

专家认为，世界上包括我国的一些建设物突发火灾被证明与电力谐波有关。目前节能灯、调光器和电器设备中开关电源应用普遍，这些终端设备作为谐波源，对电网的危害很大。经测定，应用电器设备较多的酒店商厦、住宅小区、网吧、机房等，在没有采取滤波等措施前中线电流都很大，虽可通过加大线径来提高安全因素，但经济性很差。目前，电力消费的趋势是高效率用电与高质量用电相接合。进行谐波治理，提高电力品质是第一位的，其次是节能。谐波治理是个综合治理过程，一方面是从源头抓起，加强设备的管理防止谐波的产生，更重要的一方面是提高认识，积极进行谐波治理，防止灾害产生。

据悉，国家经贸委节能信息传播中心将对三次谐波滤波器进行综合评价，并制作出节能案例进行传播。

上海坤友电气有限公司针对不同的工况，总结了以下四种解决方法：
对于低谐波的系统，只要谐波含量低于5％以下的，采用上海坤友电气有限公司自主研发的“KYXBY谐波抑制器”，用以“抑制”谐波，使投入无功补偿用的电容器回路不与系统产生“谐振”，在投切过程中，不产生“合闸涌流”，能使电容器平安的投入，投入后能平安的运行。这种方法最省钱，又能在原来的柜壳内进行改造。每一个回路增加200～300余元就够了。
对于谐波含量较高，但不采取滤波手段也可以，而用KYXBY谐波抑制器又不能凑效时，采用KY-Dr串联电抗器的方法，进行“抑制”，同时，少量的滤除一部分谐波，滤除率一般在20％以下。同时，保证用于无功补偿的电容器能平安的投入，以提高功率因数补偿无功。这种工况一般是指系统中的谐波源不太多，系统中的谐波含量在国标限额的左右位置，不太严重，这种方法的造价比第一种方法要高，每一个回路要增加壹仟元以上，而在原有的柜中改造，有时是不可能的，因增加的KY-Dr串联电抗器安排不下。
对于谐波含量高，且系统中的谐波含量已超出了国标的限额，用“抑制”已无法解决问题时，就要毫不犹豫地采用滤波的手段，针对某一次或某几次大含量的谐波进行“滤除”，这就是当前人们说到的最多的“滤波”了。这时，滤除谐波，以保证系统中的谐波含量低于国标的限额，即同时能保证系统平安运行。滤除谐波的手段很多，可以使用上海坤友电气有限公司的KYYLB有源滤波装置，也可以使用KYLB无源滤波装置，这要看用户对供电质量的要求而定，高要求，大投入，低要求，小投入。也视解决问题的要求而定，只要对用户的设备影响不大，滤除部分谐波，能提高无功就行了，但有的用户对用电质量的要求较高，一般而言，由计算机控制的单位，其对电能质量的要求就较高些。
对于小功率精密设备或对谐波更为敏感的产品，如：精密设备、电脑、PLC、传感器、无线设备的保护。可以使用上海坤友电气有限公司的KYXBQ谐波保护器，KYXBQ谐波保护器，它能吸收各种频率、各种能量的谐波干扰，将谐波消除在发生源，自动消除对用电设备产生的随机高次谐波和高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰。通过该智能谐波保护器能够净化电源、保护用电设备和功率因数补偿设备、防止保护装置的误跳闸，从而保护设备安全、高效地运行。
总之，我们之所以把系统中的谐波分成四类，主要是区别对待，减少用户的投入，使得用户获得最大的收益。
任何事物都不是一尘不变的，都会有种种区别，而我们对于谐波的处理，也不能只遵循一个准则，即一定要滤波。如何把谐波的污染降低到最低限度，又不要花太多的钱，这是一个值得大家讨论和研究的问题。