2005年10月開始某35kV站536分路10kV線路線損率突增，線路電容投不上，為536分路供電的5000kVA主變噪聲增大聲音異常。用戶反映：高壓用戶電容器投不上，當月電費力率獎懲受罰：農(nóng)村低壓用戶家用電器噪聲大，冰箱頻繁啟動，用戶意見很大。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)所有現(xiàn)象發(fā)生時間均在每天晚上11點至次日7點，分析認為是附近新上的通訊鑄件廠中頻爐產(chǎn)生的諧波引起的。通信鑄造廠為峰谷用戶，配變?nèi)萘?00kVA，為節(jié)約成本只在谷段用電，運行時按配變?nèi)萘?0％-30％超負荷運行，用電量占分路電量的34.27％，占全站電量的13.79％，造成電網(wǎng)諧波含量較大，并注入35kV變電站，對電網(wǎng)安全構(gòu)成威脅，536分路線損增長3.2％，給周邊用戶造成經(jīng)濟損失，諧波還向下傳遞影響低壓用戶的正常用電。
近幾年隨著個體經(jīng)營經(jīng)濟特別是煉鋼和化學工業(yè)的飛速發(fā)展，用電負荷日趨多樣化，一些具有非線性、沖擊性、不平衡特征負荷、諧波豐富的應用設備如整流器(電弧爐)、變頻調(diào)速裝置等用電設備都會不同程度地對電力系統(tǒng)造成諧波污染，諧波污染事件時有發(fā)生，輕者影響系統(tǒng)設備的運行效率，增加電網(wǎng)損耗，重則損壞設備甚至危害電力系統(tǒng)的安全運行。當前，一方面科技的發(fā)展對電壓質(zhì)量的要求不斷提高，另一方面電力系統(tǒng)的諧坡負荷逐年增加，對電網(wǎng)的影響逐年加重。如何很好的解決這個矛盾，限制諧波污染建設綠色電網(wǎng)，是擺在每一個電力工作者面前的共同課題。因此，正確認識諧波，分析諧波產(chǎn)生的原因危害，研究抑制諧波的措施具有重要的現(xiàn)實意義。
1 諧波的產(chǎn)生
諧波產(chǎn)生的根本原因是電力系統(tǒng)中某些設備和負荷的非線性特征，即所加電壓與產(chǎn)生的電流不成線性關系而造成的波形畸變。
對于伏?安特性為線性的設備或負荷，在施加正弦波形的電壓u后，產(chǎn)生的電流i仍然是正弦波形。如果接入伏?安特性為非線性的設備或負荷，在施加正弦波形的電壓u后，由于其非線性特性，產(chǎn)生的電流i為非正弦波形，其頻率和系統(tǒng)頻率相同。波形的畸變，從而產(chǎn)生諧波，一切非線性設備和負荷都是諧波源。
非正弦周期波f(wt)可以分解為含有基波頻率和一系列為基波整倍數(shù)頻率的正弦波分量之和，可分別利用傅立葉三角函數(shù)和傅立葉指數(shù)形式表示
傅立葉三角函數(shù)形式
傅立葉指數(shù)形式
總之，任何一個非正弦周期波f(wt)都可以分解成基波和一組整數(shù)倍工頻正弦波，即基波和各次諧波。因此，諧波是一個周期性電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍。諧波分為偶次諧波波和奇次諧波，一般奇次諧波造成的危害比偶次諧波更多更大。
2 諧波源
當電力系統(tǒng)向諧波源供電時，這些設備和負荷在傳遞、變換、吸收系統(tǒng)的基波能量的同時，還把一部分基波能量轉(zhuǎn)換為諧波能量，向系統(tǒng)倒送大量的諧波電流，造成電力系統(tǒng)正弦波形的畸變，電壓質(zhì)量下降，損壞電力設備，威脅電力系統(tǒng)安全，增加電力系統(tǒng)的功率損耗，給電力系統(tǒng)和用戶帶來危害。當前電力系統(tǒng)的諧波源主要有三大類。
2.1 電弧型用電設備
如煉鋼的電弧爐、電焊機等，電弧爐在溶化期間和交流電焊機在焊接期間，其電弧的點燃和劇烈變動形成的高度非線性，使電流不規(guī)則的波動產(chǎn)生大量的諧波。這類設備在冶煉和大型的加工企業(yè)廣泛應用。高耗能負荷是農(nóng)村電網(wǎng)諧波的主要來源。
2.2 電磁飽和型的電器設備
各種鐵心設備如變壓器、電抗器、電動機等，現(xiàn)在有些電氣廠家為節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本，將鐵心設備的工作點進入飽和區(qū)引起諧波的增加。
2.3 電子開關型設備
如各種交直流換流裝置(整流器、逆變器)、雙向晶閘管可控開關設備等。這類設備在化工、冶煉、礦山、電氣化鐵路等大量工礦企業(yè)以及家用電器中廣泛應用，且隨著電力電子技術的進步正在蓬勃發(fā)展。
3 諧波的危害
諧波源的注入使電網(wǎng)諧波電流、諧波電壓增加，其危害波及全網(wǎng)，它使電力裝置和系統(tǒng)過載，增加設備損耗，降低設備運行壽命，影響系統(tǒng)供電可靠率，它使電網(wǎng)的電壓質(zhì)量下降，用電設備所處的環(huán)境惡化，對周圍的通信系統(tǒng)和電氣設備都有不同程度的影響和危害。諧波污染對電力系統(tǒng)的危害主要表現(xiàn)在：
3.1 引起電網(wǎng)諧振
諧波引起電網(wǎng)局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，危害大大增加甚至引起嚴重事故。
電網(wǎng)主要是按基波設計的，由于LC元件的存在，在某個特定的諧波時可能產(chǎn)生諧振，電網(wǎng)諧振引起過電壓，產(chǎn)生諧波電流，特別注意的是電容器能和電網(wǎng)上的感性負荷(如配電變壓器等感性設備)配合形成共振條件，而其大小和諧波頻率成反比，因此，電容器更容易吸收諧波產(chǎn)生共振電流，引起過載，熔絲熔斷或燒毀設備。
3.2 危害電氣設備
使電網(wǎng)中的電氣設備產(chǎn)生額外損耗(諧波損耗)，降低設備的效率，使設備過熱、產(chǎn)生機械振動等故障，造成絕緣部分老化，嚴重的造成設備損壞。
(1)諧波對旋轉(zhuǎn)電機引起附加損耗和發(fā)熱，產(chǎn)生機械振動、噪聲。
諧波注入電機后，在定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生附加熱損耗，熱損耗除諧波電流銅損I2R以外，還由于電流的肌膚效應，產(chǎn)生附加損耗，引起轉(zhuǎn)子熱損耗增大。各次諧波在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的感應電動勢大小不均，使得轉(zhuǎn)子振動產(chǎn)生噪聲、發(fā)熱甚至燒毀。
(2)諧波使得變壓器和線路的附加損耗增加，引起變壓器外殼、外層硅鋼片和緊固件發(fā)熱，引起變壓器振動，使噪聲增大，影響變壓器的可靠性。
變壓器和線路的損耗構(gòu)成了電網(wǎng)損耗的主要部分，特別是發(fā)生系統(tǒng)諧波或諧波放大的情況下，諧波網(wǎng)損可達到相當大的程度。
諧波電流在變壓器和線路傳輸中產(chǎn)生的總損耗為
諧波損耗占基波損耗的比例，即諧波損耗增率為
式中△P1――基波電流的基本損耗：
HRIh――h次諧波電流含有率。
從公式可以看出，諧波損耗增率為諧波電流含有率的平方和諧波次數(shù)平方根乘積的總和。
(3)諧波造成電纜絕緣的局部放電、介損和溫升增大，損壞電纜。
電力電纜對地電容是架空線路的10-20倍左右，而感抗較架空線路的小，是它的1/2-1/3左右，因此電纜發(fā)生諧振和放大的諧波次數(shù)比架空線路的要低。而諧波源產(chǎn)生的低次諧波含量較大，因此電力電纜更易激勵發(fā)生諧振和諧波放大，引起絕緣介質(zhì)的諧波過電壓而造成擊穿。實際工作中，受諧波干擾電纜損壞事故時有發(fā)生，其薄弱點電纜頭爆炸事故較多。
(4)諧波引起無功補償裝置過電壓、過電流，引起電容器附加絕緣介質(zhì)損耗，加快電容器絕緣老化，引起電容器發(fā)熱、異響、擊穿、外殼鼓肚和損壞。
此外諧波過電流使電容器補償裝置的過電流保護
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