1、電氣設(shè)計(jì)中諧波危害及濾波裝置的選擇（沈陽(yáng)匯豐電力自動(dòng)化有限公司）摘要：文章首先對(duì)電氣設(shè)備使用中諧波的產(chǎn)生形式以及 原因進(jìn)行介紹，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出諧波產(chǎn)生后所帶來的危害， 分別從不同設(shè)備所存在的影響來開展。最后整理出有效的諧 波過濾裝置安裝方法，以及根據(jù)不同諧波類型對(duì)過濾裝置的 選擇原則，促進(jìn)電路系統(tǒng)的使用安裝提升，最大程度的降低 電路系統(tǒng)損耗問題。關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計(jì)；諧波危害；濾波裝一、電氣設(shè)備使 用中諧波的產(chǎn)生1、晶閘管整流設(shè)備及變頻裝置 當(dāng)電流通過這部分裝置時(shí)， 會(huì)進(jìn)行一個(gè)分流處理， 在? 一過程中電流之間的差距過導(dǎo)致干擾出現(xiàn)，這部分器件產(chǎn)生 諧波的幾率也是最大的，如果不能科學(xué)的進(jìn)行控制，其

2、諧波 在電氣電路中會(huì)持續(xù)存在，其產(chǎn)生幾率高達(dá)30%。諧波的具體大小是隨著電容變化而變化的，在控制過程中也需要選擇 有效的技術(shù)方法。變頻器屬于保護(hù)裝置，應(yīng)用在功率較大的 電氣設(shè)備中，例如發(fā)動(dòng)機(jī)與風(fēng)干機(jī)等，其產(chǎn)生諧波的原理與 晶閘管整流控制系統(tǒng)相似，均為電容增大影響下產(chǎn)生的，這 兩部分諧波在電氣設(shè)計(jì)中也是重點(diǎn)解決的，否則長(zhǎng)時(shí)間存在 會(huì)導(dǎo)致電氣系統(tǒng)的保護(hù)裝置失去功能，控制系統(tǒng)所檢測(cè)得到 的數(shù)據(jù)也與實(shí)際情況不符合，最終造成管理效果達(dá)不到理想 標(biāo)準(zhǔn)。2、電弧爐設(shè)備及氣體電光源設(shè)備 其運(yùn)行過程中受伏安特性的影響很容易產(chǎn)生電流，長(zhǎng)時(shí) 間在此環(huán)境下最終導(dǎo)致電流超出了額定標(biāo)準(zhǔn)，金屬熔煉受到 影響。諧波所帶來的危

3、害不僅僅是電氣系統(tǒng)失去穩(wěn)定性，對(duì) 所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量安全也存在嚴(yán)重影響。氣體光電源用于照 明使用，諧波的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致照明光通量受到影響，其使用功 率也超出了安全標(biāo)準(zhǔn)，在此環(huán)境下最終導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行使用穩(wěn) 定性不足，造成照明設(shè)備燒毀的現(xiàn)象出現(xiàn) 1 。這兩方面因素 是諧波產(chǎn)生比較常見的原因，其中也涉及到其他因素，如果 不能處理好系統(tǒng)之間的諧波影響問題，電氣設(shè)計(jì)方案自然也 是不科學(xué)的，針對(duì)這些問題，所開展的設(shè)計(jì)工作中會(huì)重點(diǎn)探 討解決措施。二、電氣設(shè)備中諧波的危害 當(dāng)電氣電路系統(tǒng)中存在諧波，繼續(xù)使用也增大了諧波所 帶來的影響，增大了用電設(shè)備的損耗，額定的安全使用壽命 因此而大大減少，設(shè)備中的電子元器件也會(huì)頻繁

4、的損壞，整 體電氣系統(tǒng)的運(yùn)行成本因此而增大 2 。其危害是持續(xù)存在的， 直到諧波被過濾掉在系統(tǒng)中消失。三相四線制接電模式中， 諧波的產(chǎn)生增大了零線中的電流流量，這種的環(huán)境下電路系 統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行使用最終會(huì)導(dǎo)致接地部分線路喪失功能，線路的 保護(hù)功能自然也不能夠?qū)崿F(xiàn)。用戶進(jìn)戶部分的電網(wǎng)中如果存 在電容補(bǔ)償，與供電線路之間會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)磁波，諧波也因此 而產(chǎn)生，最終導(dǎo)致用電設(shè)備損壞，并且電流流經(jīng)穩(wěn)定性也因 此受到影響，并不能達(dá)到預(yù)期的供電效果。電容器在電路系 統(tǒng)中受諧波震蕩影響損耗增大，當(dāng)損耗達(dá)到一定值后電容失 去保護(hù)功能，使用安全性不能得到保障。三、電氣設(shè)置中濾波裝置的選擇1、無(wú)源濾波器將電感、電阻以及電

5、源燈系統(tǒng)組成部分相互結(jié)合，形成 一個(gè)濾波系統(tǒng)，通過這種方法在使用中也能避免受到質(zhì)量安 全隱患的影響，無(wú)源濾波器能夠同時(shí)應(yīng)對(duì)多種電路系統(tǒng)諧波 震蕩問題，尤其是針對(duì)電流傳輸過程中電容差導(dǎo)致的影響效 果更加明顯。形成這一濾波器最簡(jiǎn)單的方法是將電容與電感 采取串聯(lián)方式連接，形成一個(gè)共同的體系，這樣在系統(tǒng)應(yīng)用 過程中所遇到的諧波震蕩問題才能得到有效解決，也符合當(dāng) 前的運(yùn)行使用需求。該組合方法可以解決一次或者多次諧波 問題，采取不同的組合方法也能幫助提升問題的解決效率， 對(duì)于常見的組合形式，所選擇的內(nèi)容更要與實(shí)際情況保持相 同，確保用電設(shè)備在系統(tǒng)中的運(yùn)行使用安全，達(dá)到理想的運(yùn) 行控制效果。這種濾波形式常常

6、應(yīng)用在諧波單一的線路系統(tǒng) 中3。2、有源濾波器這種濾波器可以有針對(duì)性的對(duì)諧波進(jìn)行過濾，安全防護(hù) 效果也更智能化，是單一方法中所不能達(dá)到的。隨著電氣設(shè) 備使用，諧波產(chǎn)生可能是間斷的，而有源濾波器可以做到動(dòng) 態(tài)濾波，隨著諧波震蕩影響產(chǎn)生及時(shí)對(duì)其進(jìn)行控制，避免出 現(xiàn)更嚴(yán)重的影響。不規(guī)則的諧波產(chǎn)生后在大小與波形上都有 很大變化，此時(shí)繼續(xù)采用無(wú)緣濾波器效果自然也不理想，在 電氣設(shè)計(jì)階段會(huì)對(duì)濾波器的功能形式進(jìn)行合理控制，達(dá)到更 理想的設(shè)計(jì)效果來應(yīng)對(duì)不同特征的諧波，確保電氣設(shè)備使用 中的功能可以正常實(shí)現(xiàn)。諧波被過濾時(shí)如果方法不恰當(dāng)很容 易造成諧振問題，對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生更大的干擾，有源濾波器 能夠?qū)⑾到y(tǒng)中的諧波

7、全部吸收，這樣就不會(huì)出現(xiàn)繼續(xù)深入影 響的現(xiàn)象，對(duì)于震蕩也能夠起到預(yù)防控制作用。在一些精密 電氣儀器中會(huì)選擇這種濾波方法，雖然在波形控制中需要投 入更大的成本，但其效果確是十分理想的。四、有源濾波裝置的安裝位置單一的電氣設(shè)備進(jìn)行諧波濾波控制時(shí)，可以選擇離諧波 源較近的位置處安裝，達(dá)到更理想的安裝效果，在諧波產(chǎn)生 過程中便能夠?qū)ζ渥鞒鲇行Э刂疲ㄟ^這種方法來確保用電 系統(tǒng)整體穩(wěn)定性。安裝在配電箱處僅適合單一的諧波源，并 且諧波影響也比較簡(jiǎn)單，對(duì)于復(fù)雜的電氣電路諧波影響，要 觀察配電柜處的電流走向，在低壓電源處選擇安裝有效的濾 波器。在一些大型商場(chǎng)等用電比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，諧波濾波 器要安裝到具體的用

8、電設(shè)備處，通過這種方法來避免運(yùn)行中 出現(xiàn)諧波不能完全過濾的現(xiàn)象。選擇濾波器安裝位置是電氣 線路設(shè)計(jì)中十分重要的項(xiàng)目，通過這種簡(jiǎn)答方法來繼續(xù)加深 控制，可以達(dá)到理想的使用穩(wěn)定效果，同時(shí)更能夠?qū)τ秒娫O(shè) 備起到安全保護(hù)作用，避免在安全使用年限內(nèi)出現(xiàn)過度損耗 的問題。如果不能確定準(zhǔn)確的安裝位置，在設(shè)計(jì)中可以先選 擇幾個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，在根據(jù)檢測(cè)得到的結(jié)果來確定最終位置，通 過這種方法來開展的電氣設(shè)計(jì)其規(guī)劃方案更具有可行性，應(yīng) 用后也能達(dá)到系統(tǒng)的諧波過濾需求，是當(dāng)前比較常用的設(shè)計(jì) 安裝方法之一。結(jié)語(yǔ)：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，將出現(xiàn)新的諧 波源，而且有源濾波器造價(jià)太高，受硬件限制，在大容量場(chǎng) 合無(wú)法使用。有源濾波容量單套不超過 100kVA,目前最高適 用電網(wǎng)電壓不超過 690V。濾波器的技術(shù)有待于挖掘。參考文獻(xiàn)：1 寧志毫，羅隆福，許加柱，邵鵬飛，趙志宇.變壓器鐵心諧波磁通抑制技術(shù)及其在工業(yè)整流中的應(yīng)用J 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） ， 2011 （ 1 2）： 28-292 邵鵬飛，羅隆福，寧志毫，許加柱，李勇， ChristianReht