電網諧波主要是由發(fā)電設備(電氣終端)、輸配電設備和電力系統(tǒng)的非線性負載引起的。今天主要了解電網諧波產生的原因，危害以及抑制方法。

一、電網諧波產生的原因

1、在電源端產生的諧波。

在三相發(fā)電機繞組的生產中，很難實現(xiàn)絕對對稱。由于制造工藝的原因，即使在核心部分也很難達到絕對的均勻性。由于其他原因，如發(fā)電機的穩(wěn)定性，會出現(xiàn)一些諧波，但通常比較少。

2、在電力傳輸和分配中發(fā)生的諧波。

電力變壓器是電力傳輸和分配中最重要的諧波源。由于變壓器的設計必須符合經濟性，其鐵芯的磁化曲線處于非線性飽和狀態(tài)，這使得作用中的磁化電流有一個尖銳的峰值，產生簡單的諧波。

變壓器鐵芯的最大飽和度導致其工作點偏離線性曲線，產生更高的諧波電流。單次諧波電流的分數(shù)可以達到變壓器額定電流的0.5%以上。

3、由電氣設備產生的諧波。

二、電網產生諧波導致哪些危害？

諧波造成的危害是非常嚴重的。諧波會降低發(fā)電、輸電和用電的效率，導致電氣設備過熱，引起振動和噪音，使設備老化，縮短使用壽命，甚至會造成故障或燒傷。諧波在電氣系統(tǒng)中引起局部的并聯(lián)或串聯(lián)共振，放大了諧波內容，導致電容器和其他設備燃燒。諧波也會導致繼電器保護和自動設備故障，導致電力測量的混亂。在外部電力系統(tǒng)的情況下，諧波會對電子和通信設備造成嚴重干擾。

公共網絡和其他系統(tǒng)中的諧波造成的損害通常包括

1、能源公司的運營成本增加

由于諧波不經處理就無法消除，大量的諧波電壓和電流被移位并在電網中累積，導致線路損耗增加和電氣設備過熱，從而增加了電力的運行成本，提高了價格。

2、供應的可靠性降低

在許多情況下，諧波電壓會產生更尖銳的正弦波，這不僅會增加變壓器和電容器等電氣設備的延遲和雜散電流損失，而且還會增加絕緣材料的電負荷。諧波電流增加了變壓器的銅損，導致變壓器局部過熱，高諧波負載下的噪音增加，加速了絕緣的老化，大大降低了變壓器和電機的壽命。供應的可靠性降低，在生產過程中，供應失敗很可能造成嚴重后果。

3、電源事故產生

電力系統(tǒng)包含許多諧波源(變頻器或整流器)，以及電容器、變壓器、電纜、電機和其他不斷運動的負載，很容易產生串聯(lián)或并聯(lián)的諧振條件。如果網絡參數(shù)不匹配，就會在某一頻率下發(fā)生諧波振蕩，導致過電壓或過電流。如果不加以控制，它們會威脅到網絡的安全運行，并容易導致輸電和配電故障。

4、設備故障無法工作

在發(fā)電機和旋轉電機中，諧波電流或諧波電壓會在定子繞組、轉子電路和鐵芯中造成額外的損失，降低傳動設備的效率和能源消耗。更重要的是，諧波振蕩容易引起渦輪發(fā)電機的振動，造成機械共振，引起渦輪葉片變形、疲勞循環(huán)和設備故障。

5、造成破壞性事故

繼電保護的自動化在確保電力系統(tǒng)的安全運行方面發(fā)揮著重要作用。但由于諧波較多，容易使各種網絡保護和自動化設備發(fā)生異常動作或動作失靈，特別是在廣泛使用的微機保護和性能優(yōu)良的綜合自動化設備中，造成區(qū)域性(現(xiàn)場)網絡故障，導致大面積停電等有害原因。

6、短路

網絡中的和諧導致了測量儀器的錯誤和不符合正確指示的測量(測量儀器的錯誤主要反映在電表上)。當斷路器截斷高諧波含量的電流時，斷路器的鎖定能力會大大降低，從而導致電弧、短路甚至爆炸。

7、產品質量下降

由于共振波的長期存在，電機和其他設備的運行增加了振動，增加了生產誤差，降低了產品加工的精度，降低了產品質量。

8、通信系統(tǒng)的正常運行受到干擾

當傳輸線和通信線平行或接近時，由于它們之間的靜電和電磁感應，產生了電場耦合和磁場耦合，諧波成分對通信系統(tǒng)產生了噪聲干擾，降低了信號傳輸?shù)馁|量，破壞了正向信號傳輸。這不僅影響了談話的清晰度，而且在嚴重的情況下還會危及通信設備和人身安全。

諧波干擾相鄰的通信系統(tǒng)，肺部產生噪音，降低了通信質量;重則造成住宿損失，妨礙了通信系統(tǒng)的正常運行。

三、如何去除諧波？

電氣諧波的產生往往對不合理的電氣設計很重要。因此，解決電氣諧波問題的第一個辦法應該是優(yōu)化電氣設計，避免產生電氣諧波。因此，有必要采取技術措施來避免電氣設計中的諧波，如增加整流器脈沖的數(shù)量。整流器是電力系統(tǒng)中的主要諧波源。

PWM技術是一種廣義的脈沖調制技術。使用這種技術來減少諧波的原理如下。

1)PWM增加了諧波譜，從而減少了諧波，使轉換器的輸入出現(xiàn)正弦波。

2)在受控整流后激活功率因數(shù)校正(PFC)，也可以實現(xiàn)正弦輸入電流的控制目標，而且PFC可以進行相位校正，從而使線性負載與電網等效。

審核編輯：湯梓紅