浅谈工业供配电的谐波危害与治理

吴雷

摘 要：在工业发展的过程中，供配电系统中经常会出现谐波的现象，这一问题的出现并不是偶然的情况，由此也会对工业的生产发展造成一定的损害，在这种情况下，要想实现工业的进一步发展，首先都要对其产生的危害进行充分的认知，不同类型的谐波所产生的危害也各不相同，在这种情况下，要想在实际的应用中得到有效的改善，那么就要在今后的工作中加以有效的防范，希望本文中的治理措施能够为工业的发展提供一定的帮助。

关键词：配电系统；谐波危害；危害治理

中图分类号：TM72 文献标识码：A

在时代发展的进程中，我国工业水平得到了明显的发展，这与科学手段的创新具有密切的关系，并且在现代化的发展建设中，工业运行中大量运用电源装置、电加热器等设备，这些设备一方面为工业运行效率的提升起到了促进的作用，但是另一方面，谐波的出现也产生了一定的危害性作用，如果不能得到有效的解决，将会造成次生灾害的出现，谐波的危害是在长期的积累中逐渐显现出来，对于这一影响性的因素，本文从以下几点展开论述。

1 谐波所产生的危害

首先，我们要充分认识到谐波是具有一定危害性的，并且如果不加以及时处理的话，那么还极容易造成次生灾害的出现，在这种情况下，配电系统最常出现这一问题，并且在电路并联的过程中，也存在谐振的可能性，当工业生产中应用到电容器件时，这一问题就会突出的显现出来，在这种情况下，无论是串联的设备还是并联的设备，都会造成极大的影响，设备的损坏尤为突出，这就是谐波问题对配电系统造成的不良影响。

在谐波的影响下，电流以及電压也会在这种情况下出现变形的情况，波形会发生畸变，此时如果使用测量仪器对电流以及电压进行相应的测量，那么结果与真实的结果也会存在较大的差异性，在这种情况下，就会自动进行继电装置的保护，进而引发一系列的错误指令，配电系统就不能正常的为工业生产提供电力的支援。

在电机旋转磁场中，谐波电流会在这一环境中产生相互作用的影响，这一影响是负面的，在这一环境中还会出现脉动转矩的状况，与电机有关的设备在这种情况下会出现不同程度的振动，这时就会对工业生产产生负面的影响，尤其是对工作效率造成不良反应，同时伴有极大的噪声污染，工作人员的健康也受到了极大的威胁，因此，谐波在工业生产中的不良影响是极为严重的，必须要及时加以制止才能有效的将配电系统控制在安全的使用范围内。

除此之外，谐波所产生的危害还在于会将相关的危害进行累加，这样一来电气设备就不能进行正常的应用，电力设备在使用中自身的温度无法得到有效的控制就会不断升温，最终就造成了电气设备的运行超出了正常的范围之内，因而大大缩短了设备的使用寿命，在工业生产中，电力设备是重要的组成部分，如果设备的正常运行都不能得到有效的保障，那么就会对经济以及社会生活造成严重的损害。

另外，在平行的线路之中，磁场与电场会产生一定的契合，谐波在磁场之中产生干扰性的影响，这是通信工作的质量就会受到极大的干扰，有时这一情况的影响会更加严重，通信设备也会在干扰信号的影响下造成严重的损失，这一问题的出现为配电系统的正常运行造成了极大的损失，在现代社会的发展中，极不利于工业以及配电系统的发展，因此才需要在第一时间进行有效的处理，以实现配电系统重新恢复使用，同时也降低对电力设备所产生的损失。

2 治理对策

在处理上述问题的过程中，既然已经对相应的危害所产生的原因进行了具体的阐述，那么相信在实际解决的过程中只要从根本性的因素入手，就可以有效的处理上述问题，以实现工业配电系统的正常运行，为现代化的发展提供必要的准备。

2.1 控制谐波的产生

首先，从根本上对谐波进行治理就要有效的控制其产生，这一问题的出现并不是偶然的，而是在长期的工作中被忽视的结果，因此在处理这一问题时，要及早解决，将问题扼杀在摇篮中，在实际解决的过程中最有效的方式要数降低谐波量，谐波量的出现是在非线性负荷的过程中产生的，因此在实际处理时可以使用三相整流电路，将其中脉动波数聚集在一起，这一过程中所产生的谐波主要类型为特征谐波，特征谐波与上述的脉动波数呈现反比的关系，因此，提升脉动波数就可以有效的降低谐波的数量。除此之外，还可以降低设备自身所具有的容量，一般情况下，整流设备中所含有的容量都是极大的，因而也就造成了谐波的产生，如果从这个方面入手，将其容量进行有效的控制，那么相应的谐波数量也会得到明显的降低，以此达到改善谐波灾害的问题。

2.2 交流滤波器的设置与使用

在使用交流滤波器的过程中，首先应该确保其设置得当，因为不同的交流滤波器具有不同的结构，如单调谐滤波器、高通滤波器以及双调谐滤波器等，都是比较常见的结构类型，针对内部的元件以及构造不同，在协调设置上应该得到一定的重视，这样才能实现更加协调的配合，保证能够顺利的使用。在上述的众多类型中，相比较而言单调谐滤波器具有简单易协调的特点，而双调谐滤波器因为内部结构相对复杂，所以协调起来就比较困难。在实际使用的过程中也是因为单调谐滤波器具有便于协调的特点而得到广泛的应用。高通滤波器，每一种类型都具有自身的特点，如从综合性的角度出发，高通滤波器无疑是最能够体现其性能优越的一种类型。当高次谐波出现较多时，运用高通滤波器就能够实现更加有效的过滤与协调作用，综上所述，只有选择合适的交流滤波器，才能达到具有针对性的效果，在不同的环境中使用不同类型的滤波器，在滤除的基础上更是进一步满足了非线性负荷的特点。这是在今后工作中应该重点考虑到的问题。

在运用有源滤波器的过程中，因为其自身的特点而愈发受到人们的重视，这种类型主要应用在非线性负荷的情况中，在具体应用的方面，应该从以下几点实现进一步的优化。首先是从有源滤波器自身的特点出发，因为这是一种能够进行实时动态跟踪的滤波器，其基础是谐波以及基波，所以在系统的使用中应该满足不超出负荷的要求，对次谐波进行有效的抑制。其次当系统出现问题时，有源滤波器能够有效的避免发生并联谐振以及由此引发的安全事故，可以将不良影响降到最低，并且得到一定的补偿。第三，将有源滤波器放置在系统中，可以对影响系统的因素起到一定的阻碍作用，避免谐振问题对系统的影响，事实证明，通过以上措施，这一问题可以得到完全的解决。

2.3 解决辐射干扰

采用法拉利笼屏蔽谐波源的高频谐波磁场外逸或屏蔽外来的高频谐波磁场干扰。简而言之，就是把谐波源或易受谐波干扰的电气设备装入铁壳柜体内，门缝及风孔最好也用屏蔽金属在合适间隔粘贴。谐波源的输电线路宜采用3+3屏蔽线，如变频器至电机的输电线路宜采用变频器专用屏蔽线。3+3屏蔽电缆使用时，其中的三根较小的接地线必须两端接地，且屏蔽层只进行一端接地。不管是谐波源还是被干扰设备，其控制线宜采用屏蔽线，并且接线时屏蔽层一端接地。非屏蔽控制线与谐波源输电线路平行敷设时最好穿钢管以屏蔽谐波对其干扰。

2.4 解决传导干扰与耦合干扰的手段

首先，谐波源电源侧应该加装滤波电抗器。为了不使电压降得太低影响设备的运行，加装的电抗器其电抗率一般在3%～5%为宜。对于变频器，还可在其直流环节加装直流电抗器，改善其输入功率因数，从而减小谐波的产生。谐波源的接地线与受干扰设备的接地线分开，其接地极距离不小于5m。

其次，解决耦合干扰就是合理布置谐波源输电线路和被干扰线路的距离、走向。谐波源输电线路与被干扰设备输电线路，控制线路平行敷设时，若未采取穿钢管等屏蔽措施，间隔最好不小于30cm，控制线与谐波源的输电线路交叉时，应成90°交叉布线。

2.5 装设谐波补偿以及消除装置

配电系统装设无功补偿装置时，应合理配置每一组电容补偿器的电容、电抗器、电阻的参数，形成多组高通滤波装置，既可进行无功补偿，也可分别消除3，5，7……等高次谐波，即无源滤波。配电系统也可装设有源滤波装置，即利用可关断电力电子器件产生与负荷电流中的谐波分量大小相等，相位相反的电流来消除谐波。对于解决电力系统的谐波问题，一方面需要依赖于电气设备的电磁兼容性，另一方面需要我们在谐波治理过程中根據不同的设备类型、不同的使用环境和使用条件提出符合实际工况的解决方案，那么谐波的危害也就不足畏惧了。

结语

综上所述，在时代发展的过程中，工业配电系统所产生的危害也愈发引起人们的重视，谐波危害是主要的安全问题之一，也是影响最大的问题，如果能够对相关的不良隐患进行有效的解决，就可以进一步提升配电系统的使用效率，为今后的发展做出突出的贡献。

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