【阿里巴巴冶金】

摘　要　剖析了高次諧波在諸多方面發生的迫害，提出克制高次諧波的必要性及具體辦法。

要害詞　高次諧波　諧波源　濾波器　串聯濾波器

Harm of the High Harmonic and Restraint Measure

Lu Xiaobing　Ji Yongchun

(Harbin Coal Design Research Institute,Harbin 150001)

　　Abstract　The paper analyzes the harm of high harmonic and provides the restraint necessity and measure.

　　Key Words　High harmonic　Harmonic source　Wave filter　Se ries wave filter

0　引　言

　　近年來，隨著電子技能的敏捷發展，有許多非線性電氣裝備接到電網中投入運行，使電網電壓、電流波形實際上不是完整的正弦波形，而是不同水平畸變的非正弦波。非正弦波是周期性電氣量，依據傅氏級數剖析，可分解成基波分量和具有基波頻率整數倍的諧波分量。這個諧波分量就是所說的“高次諧波”。電網中，凡是向電網注入諧波電流或在公用

電網中發生諧波電壓的電氣裝備，統稱諧波源。常見的諧波源有：氣體放電光源、電焊機、變壓器、整流器、感應電爐等等。特殊是功率較大的整流器、感應電爐所發生的不良影響十分嚴重，已成為電網的公害。

1　高次諧波的迫害

　　高次諧波的迫害是多方面的，其重要的迫害是：

1.1　對電氣裝備絕緣的損壞

　　由于高次諧波的發生，使得諸如電動機、變壓器等電氣裝備的有效電阻會因趨膚效應而增大，致使附加損耗增大，溫升超過正常值，加速絕緣老化，嚴重影響電氣裝備的使用壽命。

1.2　使電容器過負荷和過電流

　　電力電容器對高次諧波電壓的反映對比敏銳，在某些頻率下會發生諧振，無論產生串聯諧振還是并聯諧振，電容器都將流過較大的諧波電流。同時，電容器的容抗XC＝1/2Πfc，與頻率成反比。諧波次數越高，容抗越小，因此，高次諧波將使電容器成倍地過負荷、過電流，聲音異常，甚至鼓脹或爆炸，嚴重地毀壞電容器。

1.3　發生脈動轉矩

　　定子旋轉磁場與轉子不相對應的諧波電流相互作用發生脈動轉矩，使電動機的轉動產生一系列跳動和步進現象。

1.4　導致繼電器誤動作

　　由于諧波的存在，將大大減弱差動繼電器的快速動作，嚴重地影響供電裝備、儀表裝置安全、可靠地運行和正常地工作。

1.5　使斷路器不能良好地運行

　　諧波電流嚴重地影響斷路器的斷流才能，導致電流過零時di/dt值進步，使中止更加艱難。

　　消弧線圈有助于電弧進入電弧隔板，而高次諧波的存在使消弧線圈不能很好地運行，其無效的動作延伸了燃弧光陰，最易導致斷路器故障。

1.6　嚴重干擾通信體系

　　電力網傳送的功率與通信傳輸的功率相差懸殊，前者對后者發生靜電感應和電磁感應。由于電力體系存在的諧波電流的零序分量與電力線路不平衡發生的基波電流的零序分量在空間發生零序磁通，使電力體系和通信體系之間發生電磁耦合，在通信線路上發生干擾信號，嚴重地損壞了通信體系的正常工作。

2　克制高次諧波的有效辦法

　　為了保證供電質量，防止諧波的各種迫害，必需采用有效的辦法來克制供電體系中的高次諧波。

　　目前克制高次諧波的重要技能辦法有：

　　(1)大容量的非線性負荷由短路容量較大的電網供電，電網的短路容量越大，它蒙受非線性負荷的才能越高。

　　(2)三相變壓器采納Dynll聯結，這種聯接組別，使其3n次(n為正整數)諧波激磁電流在△接線的一次繞組形成環流，不致注入公共的高壓電網中去。這是克制高次諧波干擾最基礎的方式。

　　(3)增添整流變壓器二次側的相數。整流變壓器二次側的相數越多，整流脈波數也隨著增多，其次數低的諧波分量被消去的也就越多。

　　(4)裝設分流濾波器。分流濾波器又稱調諧濾波器，大致分六類：單調諧濾波器、雙調諧濾波器、一階高通濾波器、二階高通濾波器、三階高通濾波器、“C”式高通濾波器。其原理是通過濾波器對須要打消的高次諧波進行調諧，使之產生諧振。由于諧振時阻抗很小，因而可使有關次數的諧波電流被濾波器分流(接收)而不注入電網中去。

　　(5)裝設靜止無功補償裝置(SVC)。用其來接收由隨機的沖擊性負荷發生的高次諧波。

3　收場語

　　對于高次諧波而言，不僅對電容器、電動機、盤算機、通信裝備等，而且對于全體電力體系也正成為不可無視的問題。電力體系的諧波限制，各工業化國度都制定了對比完美和嚴峻規定，盼望我國有關部門加快這方面的鉆研步伐，盡快制定出合適我國國情的尺度，使寬大設計鉆研部門有法可依，有章可循。

作者單位：(哈爾濱煤炭設計鉆研院，哈爾濱150001)

參考文獻

　1　《工廠供電》機械工業出版社，劉介才主編

　2　《工業與民用配電設計手冊》(第二版)　水利電力出版社，1994年出版

　3　《鋼鐵企業電力設計手冊》冶金工業出版社，1996年版