电力系统谐波问题及其解决方案案例

电力系统谐波问题及其解决方案案例

1.谐波问题的成因

电力系统中的谐波问题主要是由于大量使用电力电子设备如转换器（Converter）、逆变器（Inverter）及整流器（Rectifier）等非线性负载与家用电器设备的电子化，导致电流和电压波形发生失真，进而产生谐波。谐波会对电力系统设备造成多种影响，如变压器过热超载甚至烧毁，电容器因谐波共振而破坏，保险丝烧坏和电子控制、保护电路误动作等。

2.谐波问题的解决方案

2.1

使用滤波器

滤波器是常用的谐波治理手段。例如，在一个相当大的办公大楼内，许多电容器组因过热而损坏，经测量发现供电系统中存有谐振现象，采用上海坤友电气有限公司KYLCF0.420/H5

KYLCF0.420/H5滤波模块后，避免了谐振，并且也不会放大任何谐波电流。此外，对于中压供电电网，如果变电所供电给带有产生谐波负载的工业用户，中压供电电网被认为是符合标准的电压畸变，就有存在谐振的可能性，此时可以采用滤波器来解决。

2.2

使用有源电力滤波器

有源电力滤波器是一种新型的谐波治理技术，它可以实时监测负载电流，通过分析负载电流各次谐波成分，发出与之方向相反、幅值相同的补偿电流与之抵消，实现滤除谐波的功能。例如，在一个大型商业广场低压配电系统中，由于单相非线性负载产生的3次谐波电流过大，导致N线电流异常，采用安科瑞ANAPF有源电力滤波器后，能够有效地解决谐波问题。

2.3

优化无功补偿

无功补偿也是治理谐波的一种方法。例如，在一个录像带***工厂中，由于***机中的开关型电源获取脉冲电流，相电流具有很高的峰值和很高的谐波含量，导致断路器和接线的电阻损耗以及配电柜室内的涡流结合起来，使配电柜的温度比正常值高很多。此时，可以通过在电容上串联一个小的电感来改变谐振的频率，使其不在系统谐波的频率范围之内，从而解决谐波问题。

3.谐波问题的案例分析

3.1

新型电机驱动引起的变压器过热

在一个很大的报纸印刷厂，他们用新的高效电子驱动替代了机械式的电机调速装置。生产线恢复不久，供电变压器就发生了故障。经分析，新的电机驱动产生的谐波电流引起变压器过热并导致最终的故障。为解决这个问题，在每个电机驱动的输入端使用电抗滤波器可以减小谐波电流。

3.2

无功补偿电容与电网感抗形成谐振

在一个汽车制造厂的组装线输送机上有很多电子调速驱动。他们使用了无功补偿电容来修正功率因数（PF），但几小时后，一个电容就损坏了。经分析，无功补偿电容和配电网的感抗结合在高于基波的频率上形成谐振电路。在没有谐波电流的情况下，通常不会有什么问题，但当电子驱动装置引起谐波时就可能产生与无功补偿电容相关的谐振从而发生过电压。为解决这个问题，可以在电容上串联一个小的电感来改变谐振的频率。

以上案例均展示了电力系统中谐波问题的具体表现及其相应的解决方案。通过合理的治理手段，可以有效地降低谐波对电力系统设备的影响，保障电力系统的稳定运行。