楊建農(nóng)

摘要：隨著當前社會不斷發(fā)展與建設，人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活對電力提出了更高程度的需求，供電系統(tǒng)得到廣泛應用的同時，也受到了諧波污染的影響，造成整體供電質(zhì)量水平的下降。對此，本文就諧波污染的危害進行了分析，并進一步探究在供電系統(tǒng)中抑制諧波污染的相關策略，以期能夠有效改善供電質(zhì)量，確保供電系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運作。

關鍵詞：供電系統(tǒng);諧波污染;危害;抑制

1、諧波污染的危害

1.1阻礙電氣系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)

供電系統(tǒng)在正常運作的過程中若受到了諧波污染影響，將直接會對發(fā)電設備自身造成功率方面的損耗，導致運轉(zhuǎn)過程出現(xiàn)發(fā)熱等情況。當電流波形過零點時，也將會造成開斷難度增加，故障電流在切除處理時的時間也會隨之延長。

1.2損耗供電線路

供電系統(tǒng)在受到諧波污染影響后，由于肌膚效應與鄰近效應，會提升貢獻線路中電阻的頻率，無法合理確保對電能的節(jié)約利用;若中性線在正常運作時所流經(jīng)的電流很小，導線自身較細，當諧波流過時會對供電線路造成損耗，引發(fā)一系列安全隱患問題。

1.3引發(fā)電網(wǎng)中的諧振

通常情況下，供電系統(tǒng)中所裝設的各類電容器會比系統(tǒng)中的感抗要大，一般不會產(chǎn)生諧振，但由于諧波頻率出現(xiàn)時，感抗值會得到成倍的增加，使得容抗值成倍減少，這種情況下電網(wǎng)中極其容易出現(xiàn)諧振的現(xiàn)象，而諧振會將諧波電流進一步擴大，造成電容器等電力裝置設備受到損壞。

1.4影響自動保護裝置

諧波的出現(xiàn)會影響到供電系統(tǒng)中繼電自動保護裝置的正常運作，儀表盤與電能計量在工作運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)一定程度的誤差，阻礙最終供電質(zhì)量效果。諧波同時也會對電力系統(tǒng)周邊的環(huán)境造成干擾影響，降低通信信號質(zhì)量等，使得機械設備在加工運轉(zhuǎn)時質(zhì)量降低，影響企業(yè)效益。

2、檢測諧波的原理與方式

為了有效補償和抑制負載產(chǎn)生的諧波電流，在檢測諧波前，需要對諧波所具備的成本與特點進行深入了解，得以在進行負載電流檢測過程中掌握諧波的分量，以下是幾種對諧波電流進行檢測的原理與方式。

2.1帶阻濾波法

這種方式是當前發(fā)展形勢下用于檢測諧波電流中最為簡便的方式，其操作原理是先設計安置低阻濾波器，并將基波分量濾除，從而能夠獲取諧波電流總量。但由于這種檢測方式整體較為簡單，且精細從而獲得總的諧波電流量。這種方法過于簡單，在檢測結(jié)果的精確值上存在一定不足，一般情況下不會進行采用，無法滿足諧波分析檢測工作的需要。

2.2帶通選頻法和FFT變換法

帶通選頻的方式會通過采用多個窄帶濾波器，并選出各次諧波分量，這種利用FFT變換的方式進行諧波的檢測工作，是以數(shù)字信號處理來作為檢測基礎的，在具體檢測分析過程中，需要重視起對待測信號的采樣工作，掌握各次諧波的幅值和相位系數(shù)。帶通選頻法與FFT變換法都能夠?qū)Ω鞔沃C波的含量進行檢測，但由于帶通選頻法需要運用到模擬濾波器來作為基礎裝置設備，其整體結(jié)構(gòu)較為復雜，受到原件參數(shù)以及外界環(huán)境因素的影響，在測得結(jié)果的精度方面存在一定問題，沒有自適應能力;FFT變換法具備了能夠同時進行多個回路檢測的優(yōu)勢，并且可以自動進行定時測量，但由于在采樣過程中受到限制，實效性較差。

2.3瞬時空間矢量法

瞬時無功功率理論的提出為電力諧波量的檢測工作做出了貢獻，諧波與無功功率的瞬時檢測工作在不借助儲能元件的情況就能夠?qū)崿F(xiàn)對諧波的有效抑制，促使著相關研究工作得到進一步創(chuàng)新與發(fā)展。電流中的基波分量被檢測出后，將基波分量與總電流相減，就能夠得到相應的諧波電流，這一方式在檢測計算過程中忽略了 零序分量，且對于不對稱系統(tǒng)來說，瞬時無功的平均分量不等于三相的平均無功。因此，瞬時空間矢量法只能夠適用于三相電壓正弦、對稱情況下的三相電路諧波和基波無功電流的檢測。

2.4自適應檢測法

自適應檢測的方法在應用于供電系統(tǒng)中諧波檢測時，需要基于自適應干擾抵消的原理，將電壓作為參考輸入，負載電流作為原始輸入，從負載電流中消去與電壓波形相同的有功分量，得到需要補償?shù)闹C波與無功分量。這種自適應檢測系統(tǒng)即使處于電壓波行發(fā)生畸變時也能夠盡快適應，但也存在著動態(tài)響應速度較慢的缺點。

2.5小波變換檢測法

通常情況下，針對電力系統(tǒng)中諧波的檢測工作是由電力部門來開展的，主要需測得出各次諧波的含量來實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的管理與控制。在對諧波電流進行動態(tài)抑制的過程中，可以不需要一次分解出各次諧波分量，重視起除基波電流外的總畸變電流更為重要。小波變換檢測的方式通過克服了無局部性的缺點，在對諧波信號進行檢測分析的過程中可以直接獲取所相對應的時間信息。

3、供電系統(tǒng)中諧波污染危害的相應抑制方法

電力系統(tǒng)中，為了能夠確保供電系統(tǒng)在供電質(zhì)量方面的安全穩(wěn)定性，相關企業(yè)需要通過減少或消除注入系統(tǒng)中的諧波電流，來實現(xiàn)對諧波污染的抑制工作。

3.1合理選用變壓器與電容器

首先需要重視起變壓器的接線工作，選用最合理的方式，能夠有效阻止不平衡電流與諧波電流傳入電源電力系統(tǒng)中來;其次，在電網(wǎng)中將電容器組進行并聯(lián)，能夠在一定程度上改善功率因素，調(diào)節(jié)并優(yōu)化電壓。若諧波存在時，在一定參數(shù)下電容器組將會放大諧波，危及到電容器自身的安全穩(wěn)定性，甚至會影響到周邊其他電器設備的正常運轉(zhuǎn)，通過串聯(lián)電抗器，或?qū)㈦娙萜鹘M中的支路進行改進，有效對電容器組的投入容量進行合理控制，避免電容器對諧波的擴大。

3.2降低諧波源含量

通過在諧波源上采取相應措施，最大限度來降低諧波含量，有效避免諧波的產(chǎn)生，從而提高電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量效果，并避免由于諧波影響而支出的資金成本。其中，最為常見的降低諧波源含量方法首先就是對整流器的脈動數(shù)進行增加高次諧波電流與整流相數(shù)間存在著密切關聯(lián)，相數(shù)出現(xiàn)增加，則高次諧波的最低次數(shù)也會隨之提高，諧波電流副值變小;另一種常見的方式是在電力系統(tǒng)中加裝加裝靜止無功補償裝置。通常情況下，諧波源會發(fā)生快速變化，往往還會造成供電電壓的不穩(wěn)定性，造成電壓存在波動，影響系統(tǒng)電壓三相的不平衡。通過在諧波源處并聯(lián)裝設靜止無功補償裝置，能夠有效減少波動的諧波量，同時對電壓波動、電壓閃變等進行有效抑制，補償功率因數(shù)，有效減少并抑制供電系統(tǒng)中諧波的危害。

3.3在電力系統(tǒng)中采用濾波器

在當前發(fā)展形勢下，通過在電力設備系統(tǒng)中安裝無源濾波器，能夠有效阻止該次諧波流入電網(wǎng)中，且濾波器自身具備了成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢，逐步成為了抑制諧波與無功補償工作的主要手段。無源濾波器能夠改變在特殊頻率下電源的阻抗，并能夠在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的供電系統(tǒng)中實現(xiàn)使用，有效吸收大部分諧波電流。有源諧波濾除裝置則是在無源濾波的基礎上發(fā)展而來的，針對于電力系統(tǒng)中諧波相位、大小等，能夠產(chǎn)生與諧波反相的諧波，流入系統(tǒng)中來，有效對該次諧波進行相互抵消，從而達到濾波的目的。隨著科學技術的不斷發(fā)展與提高，有源濾波技術在整個供電系統(tǒng)中得到了廣泛應用，成為了優(yōu)化完善供電質(zhì)量的關鍵性技術。

4、總結(jié)

綜上所述，隨著社會水平的提高，人們生產(chǎn)生活對電力提出了更高程度的要求，而各種電力設備裝置的應用于發(fā)展，也使得電網(wǎng)諧波污染現(xiàn)象日趨嚴重，受諧波污染危害，極其容易引發(fā)一系列安全隱患事故。為了能夠確保供電系統(tǒng)得以正常運轉(zhuǎn)，保障供電質(zhì)量水平，相關企業(yè)需要在多個方面來采取有力的抑制諧波措施，在延長供電設備使用壽命的同時，改善整個供電系統(tǒng)的電力品質(zhì)，減少能源消耗與浪費，提高電能的利用率，確保供電系統(tǒng)運作的安全穩(wěn)定性。

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