电力系统中的谐波问题及其解决方案
一、谐波问题
电力系统中的谐波问题主要来自于非线性负载的广泛应用，如变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、重要负载所用的不间断电源(UPS)、节能荧光灯系统等。这些非线性负载导致电网污染，电力品质下降，引起供、用电设备故障，甚至引发严重火灾事故等。
谐波对电力系统的影响主要包括以下几个方面：
1.对旋转电动机的影响：受到谐波的干扰，旋转电动机的电流将会产生变化，进而使旋转电动机产生固定数的振动转矩，同时旋转的速度也会产生周期性的变化。这会影响电动机的工作效率和使用寿命。
2.对变压器的影响：变压器等电气设备将会产生较大的谐波电流，这加大了变压器的损耗，可能导致发热量增大，绝缘介质老化，甚至使绝缘体遭到破坏。
3.对并联电容器的影响：并联电容器在一般情况下，其频率越高，阻抗越低。受谐波的干扰，电容器将会吸收谐波电流，导致过载，发热量增加。此外，谐波还可能导致电容器的阻抗和电网系统中的感应阻抗相匹配，产生谐波谐振，增加绝缘体被击穿的概率。
4.对断路器的影响：谐波电流的发热作用大于有效值相等的工频电流，能减少热元件的发热动作电流。如果某种电流的高次谐波含量过高，那么其断路器的工作效率将会降低。更为强大的谐波电流还可能对断路器进行干扰，导致部分断路器的磁吹线圈受到损坏。
5.对电子设备的影响：受到谐波的干扰，相位控制设备的信号将会变得不稳定，可能导致计算机收到错误的指示，并进行错误的操作。此外，谐波还可能干扰通信线路，阻碍信息的传递。
6.对供电系统的影响：谐波与电力系统中基波叠加，造成波形的畸变，畸变的程度取决于谐波电流的频率和幅值。这会导致供电系统功率损耗增加，影响电能质量。
二、谐波治理措施
针对电力系统中的谐波问题，目前常见的治理措施包括以下几种：
1.装设交流滤波器：在电力系统中加装交流滤波器，当已经确定谐波源设备以后，在近距离谐波源处安装滤波器是防止谐波电流注入电网的最有效办法。滤波器工作的基本原理就是在靠近谐波源的地方吸收谐波电流。
2.装设无源滤波器：无源滤波器曾被人们广泛使用，以实现控制谐波为目的。这种滤波器的主要组成部分有电抗器、电力电容器和电阻器等，具有投资成本低、滤波效果强、维护费用低以及结构简约可靠等优势。
3.装设有源滤波器：有源滤波器的灵活性相对较强，不仅可以实时监督电力系统的负载状况，还可以对各次谐波进行补偿，改善电压闪变状况，使系统电压保持在一个相对稳定的状态。有源滤波器在治理电力系统谐波方面有良好的性能，且在工业系统中具有便于安装的优点。
4.装设隔离变压器：隔离变压器可以消弱均衡的三次谐波电流传回到电源。通常在这种变压器的使用者会装设一个旁路的电路以避免在进行变压器的维护工作时长时期对负荷停止供电。
5.就地治理谐波：在谐波源处进行谐波治理，也就是在非线性负载的电源输入端安装一个谐波滤波器，将非线性负载的输入电流中的谐波成分去掉。
6.母线集中治理：在母线上集中对谐波进行治理。这种方法是目前应用最广泛的方法。传统上使用这种方法，是因为过去谐波治理的目的主要是保证公共电网的质量，限制注入公共电网的谐波电流，满足电力公司的要求。
7.就地与集中综合治理：就地治理与集中治理的结合。这种方法适合于系统中的谐波源较多的情况，可以有效地治理谐波，提高供电网络的质量。
三、新技术的应用
除了传统的谐波治理方法，一些新技术也在电力系统中得到应用。例如，基于大数据技术的电力系统谐波分析及治理方案，以及虚拟仪器在电力系统谐波测量中的应用分析等。这些新技术可以帮助电力系统更精确地识别和治理谐波问题，提高电能质量。
综上所述，电力系统中的谐波问题是一个复杂的问题，需要采取多种有效的治理措施来解决。随着科技的进步，我们可以期待更多创新的技术应用于谐波治理，以实现更高效、更经济的电力系统运行。
