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概述
在電力系統(tǒng)中，正常的電壓和電流波形應(yīng)當(dāng)是頻率為50Hz的正弦波，但是實(shí)際中的波形總有不同程度的畸變（下圖為某案例波形）這就是諧波所致。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和自動化程度的提高，諧波對電力系統(tǒng)和用電設(shè)備所造成的危害日趨嚴(yán)重。諧波污染已成為阻礙電力技術(shù)發(fā)展的重大障礙之一。

1、諧波的產(chǎn)生
電力系統(tǒng)中諧波的產(chǎn)生大致有三種來源：
( 1)來源于發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)由于三相繞組在制作上很難做到絕對對稱，鐵心也很難做到絕對均勻一致，以及其他一些原因，發(fā)電機(jī)多少也會產(chǎn)生一些諧波，但一般來說很少。
(2)來源于輸配電系統(tǒng)。輸配電系統(tǒng)中主要是電力變壓器產(chǎn)生諧波，由于變壓器含有鐵心，鐵心具有磁飽和性，鐵心飽和后是非線性的，假如變壓器長期滿負(fù)荷或過負(fù)荷運(yùn)行，變壓器鐵心常工作在磁通密度較高的區(qū)段，磁化曲線陡，更易產(chǎn)生諧波。但一般量也不大。
( 3)來源于各種用電設(shè)備。主要包括一些電力電子整流設(shè)備，變頻裝置，電弧爐、電石爐，氣體放電類電光源等等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅由整流裝置產(chǎn)生的諧波就占電力系統(tǒng)所有諧波的近40%，用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波是電力系統(tǒng)中最大的諧波源。
2、諧波的主要危害
①. 線路、變壓器損耗增大
應(yīng)急劇變化的磁通而導(dǎo)致鐵損急劇增加。
②. 諧波會影響表計(jì)的計(jì)量精度。
從原理上進(jìn)行分析：諧波源將其吸收的一部分電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹C波發(fā)送到電網(wǎng)中去，因此電能表會將諧波能量當(dāng)作電量來進(jìn)行計(jì)算，從而導(dǎo)致計(jì)量誤差。對于機(jī)械式電能表還會由于高頻率諧波所產(chǎn)生的高頻渦流阻力而變慢。因?yàn)樵诟叽沃C波嚴(yán)重的情況下（例如中頻爐）會嚴(yán)重影響電能表的計(jì)量精度，導(dǎo)致莫名其妙的丟電現(xiàn)象。
③. 電磁干擾
精密電子設(shè)備（包括電子式電能表）會被嚴(yán)重干擾，導(dǎo)致不能正常工作，甚至燒毀。比如通訊系統(tǒng)干擾，精密儀器不能正常工作，影響科研、測量、醫(yī)務(wù)診斷。
④. 設(shè)備損壞
所有接于電網(wǎng)中的設(shè)備的損耗都會增加，溫升增加。含有電容器的設(shè)備受影響最為嚴(yán)重，甚至可能導(dǎo)致設(shè)備損壞以及電容器爆炸等事故.
⑤. 電機(jī)類負(fù)荷由于諧波的逆序作用而導(dǎo)致輸出扭矩下降。
⑥. 繼電保護(hù)機(jī)構(gòu)可能會由于諧波而產(chǎn)生誤動或拒動故障。
3、諧波的治理
目前治理的措施即在電力系統(tǒng)中外加電力濾波裝置，以阻止諧波源產(chǎn)生的諧波注入電網(wǎng)。
通用的電力濾波裝置分有源濾波和無源濾波兩類。
4、電力濾波的概念
①無源濾波
一般無源濾波指通過電感和電容的匹配對某次諧波并聯(lián)低阻（調(diào)諧濾波）狀態(tài),給某次諧波電流構(gòu)成一個低阻態(tài)通路。這樣諧波電流就不會流入系統(tǒng)。無源濾波的優(yōu)點(diǎn)為成本低，運(yùn)行穩(wěn)定，技術(shù)相對成熟，容量大。缺點(diǎn)為諧波濾除率一般只有80％，對基波的無功補(bǔ)償也是一定的。
②有源濾波裝置
有源濾波裝置自身就是諧波源。其依靠電力電子裝置，在檢測到系統(tǒng)諧波的同時產(chǎn)生一組和系統(tǒng)幅值相等，相位相反的諧波向量，這樣可以抵消掉系統(tǒng)諧波，使其成為正弦波形。有源濾波除了濾除諧波外，同時還可以動態(tài)補(bǔ)償無功功率。其優(yōu)點(diǎn)是反映動作迅速，濾除諧波可達(dá)到95％以上，補(bǔ)償無功細(xì)致。缺點(diǎn)為價(jià)格高，容量小。由于目前國際上大容量硅閥技術(shù)還不成熟，所以當(dāng)前常見的有源濾波容量不超過600kvar。
5、電力濾波裝置的應(yīng)用
①無源濾波應(yīng)用于單一諧波的一般用戶。
②有源電力濾波器主要應(yīng)用于具有變頻裝置、開關(guān)電源、整流設(shè)備、精密儀器、燈光調(diào)制等設(shè)備的單位。廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)和機(jī)關(guān)團(tuán)體的配電網(wǎng)中，如：電力系統(tǒng)、電解電鍍企業(yè)、水處理設(shè)備、石化企業(yè)、大型商場及辦公大樓、精密電子企業(yè)、機(jī)場/港口的供電系統(tǒng)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等。
根據(jù)應(yīng)用對象不同，有源電力濾波裝置的應(yīng)用將起到保障供電可靠性、降低干擾、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增長設(shè)備壽命減少設(shè)備損壞等作用。
6、主要應(yīng)用場合類別
1）機(jī)場：主控室、計(jì)算機(jī)房、廣播系統(tǒng)、EIB燈光調(diào)光系統(tǒng)等。
2）醫(yī)院：ICU（重癥監(jiān)護(hù)室）、MRI（磁共振成像）、手術(shù)室、醫(yī)學(xué)成像室、放療科等。
3）劇場、體育館：解決由于諧波造成的EIB調(diào)光設(shè)備及其它控制設(shè)備的損壞。
4）學(xué)校：精密實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)中心等。
5）研究所：精密儀器、機(jī)房、高精密設(shè)備集中區(qū)域等。
6）大型商場：解決由于節(jié)能燈大量應(yīng)用造成的諧波問題。
7）銀行：計(jì)算機(jī)中心、營業(yè)部計(jì)算機(jī)、安防系統(tǒng)等。
8）稅務(wù)、工商：大型計(jì)算機(jī)中心等。
9）廣電、電信機(jī)房：移動基站
10）工廠：生產(chǎn)線的PLC、計(jì)算機(jī)控制設(shè)備、高精度機(jī)床、PCS系統(tǒng)、計(jì)量/稱重系統(tǒng)、制造、冶金行業(yè)等。
11）電視臺：圖像、調(diào)光、計(jì)算機(jī)設(shè)備等。
12）現(xiàn)代建筑、綜合樓宇、智能廣場：自動化系統(tǒng)、照明、變頻器、計(jì)算機(jī)、打印辦公設(shè)備、照明系統(tǒng)、樓宇控制系統(tǒng)。
13）自來水廠
14）污水處理廠
7、結(jié)論
諧波治理是電能質(zhì)量問題的核心內(nèi)容之一，也是現(xiàn)代電力生產(chǎn)發(fā)展的迫切需要。有源電力濾波器經(jīng)過二、三十年的發(fā)展已成為補(bǔ)償電力系統(tǒng)諧波及無功功率的重要裝置。目前在實(shí)際應(yīng)用中，并聯(lián)型有源濾波是比較成熟的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是優(yōu)選的方案；串聯(lián)型有源濾波電路在工作時需流過全部的正常負(fù)載電流，損耗比較大，而且投切、故障后退出及各種保護(hù)電路也比較復(fù)雜；串、并聯(lián)型有源濾波當(dāng)前的主要問題是控制復(fù)雜，造價(jià)較高。
隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，電能質(zhì)量的要求將不斷提高，利用有源濾波進(jìn)行電能質(zhì)量治理有著巨大的市場潛力。特別是在補(bǔ)償諧波、無功功率，以及中線電流、不平衡電流等方面，有源濾波技術(shù)必將擁有更加廣闊的應(yīng)用前景。
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