淺談電網諧波的危害 諧波的治理勢在必行

你知道諧波對電網的危害有多大嗎？隨著諧波對電網的污染日趨嚴重，人們對電網諧波的關注度也越來越高，諧波的治理也勢在必行，本文將對電網諧波產生的原因、諧波的危害等進行分析。

一、諧波的基本概念

供電系統諧波的定義是對周期性非正弦電量進行傅立葉級數分解，除了得到與電網基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網基波頻率的分量，這部分電量稱為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值（n=fn/f1)稱為諧波次數。電網中有時也存在非整數倍諧波，稱為非諧波（Non-harmonics)或分數諧波。

對于我國使用的50Hz電源來說基波為50Hz，3次諧波為150Hz，5次諧波為250Hz，以此類推。



基波疊加5次和7次諧波示意圖

二、電網諧波產生的原因

高次諧波產生的根本原因是由于電力系統中某些設備和負荷的非線性特性，即所加的電壓與產生的電流不成線性（正比）關系而造成的波形畸變。

電網諧波來自于三個方面：

（1）發電源質量不高產生諧波；

由于發電機制造工藝的問題，致使電樞表面的磁感應強度分布稍稍偏離正弦波，因此，產生的感應電動勢也會稍稍偏離正弦電動勢，即所產生的電流稍偏離正弦電流。當然，幾個這樣的電源并網時，總電源的電流也將偏離正弦波。發電機發出諧波電勢的同時也會有諧波電勢產生，其諧波電勢取決于發電機本身的結構和工作狀況，基本上與外接阻抗無關。故可視為諧波恒壓源，但其值很小。

（2）輸配電系統產生諧波；

供電系統本身存在的非線性元件是諧波的又一來源。這些非線性元件主要有變壓器激磁支路、交直流換流站的可控硅控制元件、可控硅控制的電容器、電抗器組等。

（3）用電設備產生的諧波。

由于用電設備的非線性，導致諧波的產生。當電流流經線性負載時，負載上電流與施加電壓呈線性關系；而電流流經非線性負載時，則負載上電流為非正弦電波，即產生了諧波。常見的非線性負載如：整流器、開關電源、變頻調速器、電子計算機、UPS、熒光燈、微波爐、電視機等。

三、諧波對電網的危害

1）系統角度，諧波會導致一些不正�，F象：一是超高壓長線上，諧波電流若較大，潛供電弧熄滅會被延緩，單相重合閘可能會失敗，擴大事故，消弧線圈接地的系統中同樣存在這個問題；二是諧波分量較大的時候，可能引起保護誤動或拒動，如零序三次諧波過大，可能引起接地保護誤動；三是計量和測量誤差，尤其對過零檢測相位的表計來說，更為嚴重。

2）諧波引起設備的附加損耗，降低效率。尤其是對電容器組的影響，隨著頻率的提高，其介質損耗會明顯增加；對輸電線路來說，由于諧波頻率高和趨膚效應的原因，線路電阻會增加，因而引起附件線損；同時變壓器和電機等，都會引起一定附加的銅耗和鐵損，產生局部過熱。