1、電能質量的好壞，直接影響到工業(yè)產品的質量，評價電能質量有三方面標準。首先是電壓方面，它包含電壓的波動、電壓的偏移、電壓的閃變等；其次是頻率波動；最后是電壓的波形質量，即三相電壓波形的對稱性和正弦波的畸變率，也就是諧波所占的比重。我國對電能質量的三方面都有明確的標準和規(guī)范。 隨著科學技術的發(fā)展，隨著工業(yè)生產水平和人民生活水平的提高，非線性用電設備在電網中大量投運，造成了電網的諧波分量占的比重越來越大。它不僅增加了電網的供電損耗，而且干擾電網的保護裝置與自動化裝置的正常運行，造成了這些裝置的誤動與拒動，直接威脅電網的安全運行。舉個常見的例子來說，電子節(jié)能燈在使用量所占比重較小的電網中運行，的確比常

2、用的白熾燈好，不僅亮度高又省電，而且使用壽命也長。但是相反，在大量投運節(jié)能燈后，就會發(fā)現節(jié)能燈的損壞率大大提高。這是由于節(jié)能燈是非線性負荷，它產生較大的諧波污染了這一片電網，造成三相負荷基本平衡情況下，中心線電流居高不下，線電壓與相電壓之比比：1要小得多，造成了該片電網供電質量下降，用電設備發(fā)熱增加，電網線損增加，使得該區(qū)的配變發(fā)熱嚴重，嚴重影響其使用壽命。因此我們對非線性用電設備產生的諧波必須進行治理，使諧波分量不超過國家標準。一、電力系統中諧波的來源電力系統中中的諧波來自自電氣設備，也也就是說來自自發(fā)電設備和和用電設備。由由于發(fā)電機的的轉子產生的的磁場不可能能是完善的正正弦波，因此此發(fā)電機

3、發(fā)出出的電壓波形形不可能是一一點不失真的的正弦波。目目前我國應用用的發(fā)電機有有兩大類：隱隱極機和凸極極機。隱極機機多用于汽輪輪發(fā)電機，凸凸極機多用于于水輪發(fā)電機機。對于諧波分分量而言，隱隱極機優(yōu)于凸凸極機，但隨隨著科技進步步，可控硅、IIGBT等電電子勵磁裝置置的投入，使使發(fā)電機的諧諧波分量有所所上升。當發(fā)發(fā)電機的端電電壓高于額定定電壓的100以上時，由由于電機的磁磁飽和，會使使電壓的三次次諧波明顯增增加。同樣在在變壓器的電電源側電壓超超過額定電壓壓10%以上上時，也會使使二次側電壓壓的三次諧波波明顯增加。由由于電網電壓壓偏移在77以下，所所以發(fā)電、變變電設備產生生的諧波分量量都比較小，比比國

4、家的考核核標準低的多多，因此發(fā)電電、變電設備備不是影響電電網電壓波形形方面質量的的主要矛盾。為此，影響響電網電壓波波形質量的主主要矛盾是非非線性用電設設備，也就是是說非線性用用電設備是主主要的諧波源源，非線性用用電設備主要要有以下四大大類：電弧加熱設備：如電弧爐、電電焊機等。 交流整流的直流流用電設備：如電力機車車、電解、電電鍍等。 交流整流再逆變變用電設備：如變頻調速速、變頻空調調等。 開關電源設備：如中頻爐、彩彩色電視機、電電腦、電子整整流器等。 這些用電設設備都是非線線性用電設備備，但它們產產生的諧波各各不相同，具具體舉例分析析如下：電弧加熱設設備是由于電電弧在70伏伏以上才會起起弧，才

5、會有有弧電流，并并且滅弧電壓壓略低于起弧弧電壓，造成成弧電流與弧弧電壓的非線線性（如圖所所示）。此外，弧電電流的波形還還有一定的非非對稱性。正正是由于弧電電流是非正弦弦波，造成電電弧加熱設備備對電網的諧諧波污染比較較大，而且多多為18次以以下的低次諧諧波污染。其其實電焊機在在上世紀四、五五十年代已廣廣泛應用。由由于當時電弧弧加熱設備量量少，電焊機機應用的同時時率就更小了了，對整個電電網的影響比比較小，但在在當時已發(fā)現現在燒電焊時時，局部低壓壓電網的電壓壓和電流變化化很大，有較較大的諧波影影響。交流整流直直流用電設備備的諧波產生生的原因是由由于整流設備備有一個閥電電壓，在小于于閥電壓時，電電流為

6、零(如如圖圖所示)。這類用電電設備為了提提供平穩(wěn)的直直流電源，在在整流設備中中加入了儲能能元件（濾波波電容和濾波波電感），從從而使閥電壓壓提高，加激激了諧波的產產生量。為了了控制直流用用電設備的電電壓和電流，在在整流設備中中應用了可控控硅，這使得得該類設備的的諧波污染更更嚴重，而且且諧波的次數數比較低。交流整流再再逆變用電設設備，在交流流變直流過程程中產生的諧諧波與上述的的交流整流直直流用電設備備一樣，它在在直流逆變成成交流時又有有逆變波形反反射到交流電電流，這類設設備產生的諧諧波分量不僅僅有低次諧波波，也有高次次諧波(如圖圖所示)。雖然這類設設備單臺容量量比上述兩類類設備容量要要小，但它的的

7、分布面廣，數數量多，是目目前推廣使用用的技術手段段，因此它的的諧波污染應應引起足夠關關注。開關電源設設備目前應用用很廣，它的的工作原理是是先把交流整整流成直流，通通過開關管控控制變壓器初初級電流的開開通和關閉，從從而在變壓器器二次側感應應出電流，供供給用電設備備。此外，開開關電源的頻頻率比較高一一般在40kkHz左右，不不僅在整流時時產生諧波，而而且在開關管管開閉時，反反射40kHHz左右的波波至電源。這這類用電設備備同樣是單臺臺容量不大，但但它是應用面面最廣、量最最大的非線性性用電設備，它它還有一定量量的三次諧波波，造成配變變的中心線電電流居高不下下，而且三次次諧波還會通通過配變污染染到10

8、kVV電網。二、諧波治理的的基本方法目前諧波治治理的基本方方法有以下三三種，在治理理過程中又可可以采用變電電所集中治理理和非線性用用電設備處分分散治理兩種種方法。按誰誰污染誰治理理的原則，應應該在非線性性用電設備處處分散治理。但但對于電腦，彩彩電，節(jié)能燈燈等民用設備備，則只能進進行集中治理理。1、減少非非線性用電設設備與電源間間的電氣距離離。也就是減減少系統阻抗抗，換句話說說就是提高供供電電壓等級級。例如，在在麗水電業(yè)局局的遂昌鋼廠廠就取得了不不錯效果，該該鋼廠原是用用35kV供供電，由兩個個110kVV變電所各架架設一回355kV專線供供電，而它的的主要用電設設備是電弧爐爐，雖然進行行了五次

9、、七七次諧波治理理，但在1110kV的335kV母線線上測得諧波波分量仍接近近或稍超國家家標準。但在在麗水局在遂遂昌新建了一一個220kkV變電所而而且離該鋼廠廠僅4km左右，用用5回35kkV專線供電電，使35kkV母線的諧諧波分量控制制在國家標準準以內，此外外該廠還使用用了較大容量量的同步發(fā)電電機，使這些些非線性負荷荷的電氣距離離大大下降，使使該廠生產的的諧波對電網網的危害性下下降，這種方方法投資是最最大的，往往往需要和電網網發(fā)展規(guī)劃相相協調。2、諧波的的隔離。非線線性用電設備備產生的諧波波，它不僅直直接影響到本本級電網，而而且經過變壓壓器后，還會會影響到上幾幾級電網。如如何把這些非非線性

10、用電設設備產生的諧諧波不影響或或少影響其他他幾級電網，這這也是諧波治治理的一個基基本方法。這這一方法在電電網中廣泛采采用，發(fā)電機機發(fā)出的電能能經過Y/、Y0/、Y0/YY等接線組別別的變壓器，把把發(fā)電機產生生的三次、九九次等零序分分量的諧波與與上級電網隔隔離開來，因因此在1100kV以上高高壓電網上，三三、九次諧波波分量很小，幾幾乎是零。而而10kV由由于大多數配配變?yōu)閅/YY0接線，335kV也有有少量Y/YY0接線的直直配變，因此此在10kVV和35kVV系統中三、九九次諧波分量量會比高壓電電網大。為了了減少低壓對對10kV電電網的影響，我我局現在100kV配電系系統中推廣使使用了D，yy

11、n11接線線組別的配電電變壓器，有有效的減少了了三、九次諧諧波的影響。3、安裝濾濾波器。目前前對變電所側側和用戶側諧諧波治理的方方法，多采用用安裝濾波器器來減少諧波波分量。濾波波器分為有源源濾波器和無無源濾波器兩兩大類。有源濾波器器的基本工作作原理是把電電源側的電流流波型與正弦弦波相比較，差差額部分由有有源濾波器進進行補償，這這是諧波治理理的發(fā)展方向向。目前由于于功率電子元元件容量做不不大、電壓做做不高，而且且成本很高，因因此在現階段段不可能大量量推廣應用。隨隨著科學技術術的發(fā)展，功功率電子元件件的成本下降降，這一技術術一定會在諧諧波治理上占占主導地位的的。無源濾波器器是通過L、CC串聯或并聯

12、聯，使其在某某次諧波產生生諧振，當發(fā)發(fā)生串聯諧振振時，使濾波波器兩端該次次諧波的電壓壓很小，幾乎乎接近零，這這類濾波器往往往接在變壓壓器的二次側側出口處，從從而使變壓器器的一次側該該次諧波的分分量也很小，達達到對該次諧諧波治理的目目的。串聯無無源濾波器多多用于對五、七七、十一次諧諧波治理中，而而且往往同時時采用兩組以以上濾波器，諧諧振在五、七七次，同時起起補償電容器器組的作用。目目前，在電力力行業(yè)中，它它多用于355kV和1110kV變電電所的10kkV母線上，兩兩組濾波器中中的電容器容容量大于變電電所無功補償償容量，串聯聯電感后，諧諧振在五、七七次諧波頻率率中，使無源源濾波器一物物二用，具體

13、體計算公式如如下：當無源濾波波器中，L、CC串聯諧振在在n次諧波頻頻率時，。電容器和電電感在工頻時時的參數：Xcn2XLL得，當n5時，Xcc52XLL25XLLUc1.044U，Qc1.04QQLC當n7時，XXc72XXL49XXL，Uc1.02UU，Qc11.02QLLC一般在電容容器無串聯電電感時，電網網額定電壓為為10kV，變變壓所母線電電壓在10.5kV以上上，電容器額額定電壓多選選用11kVV/。因此，用用整治五次諧諧波的濾波器器電容額定電電壓就常選取取11.5kkV/或122kV/，用用來整治七次次諧波的濾波波器電容額定定電壓就常選選取11kVV/。但是由于計計算精度和電電容器

14、、電感感器的制造精精度等原因，若若按計算結果果數據來配備備，在標準化化審查時就通通不過，為了了保證串聯濾濾波器能在五五、七次諧波波頻率時諧振振，我們要求求電感有一定定的調節(jié)范圍圍，從而確保保濾波器能正正常工作。具具體調試方法法如下圖，調調節(jié)電感,在在諧波分析儀儀中該次諧波波值最小時，則則認為濾波器器已調試成功功。三、諧波治理方方法的總結和和發(fā)展在電力系統統中，供電電電壓波型是中中心對稱的，因因此基本上不不含有偶次諧諧波，主要存存在在奇次諧諧波，而三、九九次諧波可以以通過Y0/、Y0/Y、Y/接線組別進進行隔離。而而11、133次以上諧波波由于其頻率率比較高，而而且輸電線路路有一定電感感量，對地

15、又又有一定電容容量，相間及及線間也有一一定電容量。因因此，高次諧諧波在線路傳傳輸過程中衰衰減比較快，同同時高次諧波波在電網中所所占的比重也也不大，故在在電力行業(yè)中中不作為主要要整治對象。在10kVV配電系統中中，配變多采采用Y/Y00接線，Y00（400VV）側由于有有非線性用電電設備，會產產生三、五、七七次諧波波，五、七次次諧波可以用用串聯LC濾濾波器進行治治理，而對三三次諧波往往往采用并聯諧諧振使三次諧諧波在主變一一次側和二次次側之間進線線隔離，其原原理如下：當L、C并并聯諧振在三三次諧波頻率率時，三次諧諧波電流流不不過主變二次次側線圈，從從而使主變一一次側感應不不出三次諧波波的電壓分量量

16、，同時使中中性線三次諧諧波電流大大大下降。a、綜上所所述，對于電電力行業(yè)的諧諧波治理方法法有以下四種種基本方法：1、采用YY0/、YY0/Y、YY/接線組組別的變壓器器，隔離三、九九次諧波。2、采用LL、C串聯無無源濾波器，對對五、七次諧諧波進行治理理。例如，麗水水局的1100kV景寧變變電所由于110kV負荷荷中，中頻爐爐占有較大比比重，從實測測數據看，主主導諧波為55、7，111，13，119，32，333，34，336，38次次。補償電容容器的投入后后，對低次諧諧波有放大作作用，10kkV母線電壓壓畸變率由66上升為88.5，對對高次諧波有有一定濾波作作用，而且電電容投入運行行后，會使電

17、電容器端電壓壓升高，導致致電容器損壞壞。目前，在在一、二段母母線上各加一一組五次和七七次濾波器（容容量為2000kVAR18只 五五次；2000kVAR12次 七七次）后，不不但使五、七七次諧波有明明顯壓制，而而且提高了功功率因素，使使供電量增加加、線損下降降。具體測試試數據如下：總諧波3次諧波5次諧波7次諧波11次諧波治理前6.050.73.752.361.52電容器投入8.020.955.864.781.63治理后3.780.71.20.41.53、采用LL、C并聯無無源濾波器，對對三次諧波電電流進行阻塞塞。例如，本市市中心醫(yī)院的的外科大樓及及門診樓引入入新的進口設設備，由于低低壓系統有三

18、三次諧波分量量，造成新引引入的醫(yī)療診診斷設備不能能正常運作，醫(yī)醫(yī)院采用了LL、C并聯無無源濾波器，串串接在變壓器器中性點上，從從而使三次諧諧波得到壓制制，使醫(yī)療診診斷設備能夠夠正常工作。4、加強電電網建設，擴擴大電網容量量，增加旋轉轉備用容量。b、對于非非線性用電設設備的諧波治治理方法有以以下五種方法法：1、對電弧弧加熱用電設設備，采用多多相（六相、十十二相等）電電弧爐變壓器器，從而使低低次諧波分量量下降，高次次諧波分量上上升。目前最最常用的是YY/Y0、/Y0兩變變壓器分別接接兩臺相同容容量的電弧爐爐，并使兩爐爐同步作業(yè)，通通過LC串聯聯無源濾波裝裝置進行局部部治理，達到到用電設備產產生的諧

19、波不不超標。2、對于交交流整流直流流用電設備采采用多相整流流。多相整流流產生的諧波波多為整流相相數1次，對對12相整流流設備，諧波波分量最大是是11次和113次，而對對24相整流流設備，則是是23次和225次。諧波波頻率越高，LL、C串聯濾濾波器的投資資越小，諧波波在輸電線路路中傳輸衰減減越快。3、開關電電源設備諧波波治理。工業(yè)業(yè)用的典型設設備是中頻爐爐，目前廣泛泛采用Y/YY0、/YY0兩臺變壓壓器初級并聯聯，帶兩臺相相同容量中頻頻爐同步運行行，以提高整整流時產生諧諧波的次數，在在中頻變換中中進行L、CC串聯吸收,以減少中頻頻諧波反射到到電源側，其其接線如下圖圖所示，例如，浙江江省青田縣特特

20、種鋼廠，引引進了美國生生產的中頻爐爐，采用Y/Y0、/Y0兩臺變變壓器分別接接中頻爐，使使其產生的諧諧波對電網的的影響明顯降降低。4、變頻器器的諧波治理理。在發(fā)達國國家中是變頻頻器和變頻器器諧波治理設設備是配套供供應的，由于于變頻器的設設備價格和配配套的變頻器器諧波治理設設備的價格相相差不多，我我國的好多用用戶，往往只只安裝變頻器器，不安裝配配套的諧波治治理設備。隨隨著變頻技術術的推廣，會會使電網中的的諧波影響加加劇，因此希希望用電管理理部門做好用用戶工作，做做到變頻器與與配套的諧波波裝置二者同同時設計，一一起投運。5、用戶側側多投一些同同步電動機，它它一方面可以以進行無功補補償，減少電電壓波動及電電壓閃變，另另一方面它又又能吸收一部部分諧波電流流，對諧波治治理也有很大大好處。例如如，遂昌鋼廠廠，在同步電電動機全開時時，110kkV古市變和和金溪變355kV母線的的電壓，諧波波分量基本能能在允許范圍圍內，如果同同步機停運，則則這兩點的電電壓