[行业技术文章]低压配电网谐波畸变的治理

作者：朱俊飞张寿锜

　　随着越来越多的人防工程被开发哄骗，在低压配电系统中泛起了许多非线性负载，如：变频空调机、恒流稳压给水装配等，这些非线性负载会引发系统内电流、电压波形发生畸变，发生年夜的高次谐波，配电网谐波的风险日渐较着，谐波治理已不容轻忽。是以，分析引发谐波畸变的各类扰动源，并针对谐波畸变的风险提出响应的防范措施，对低压配电系统的平安运行具有重要意义。

　　低压配电系统谐波污染主要风险：

　　(1)由于谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖，不仅致使变压器、电容器等电气装备的磁滞及涡流消耗增加，而且使尽缘材料承受的电压力增年夜；再者，谐波电流能使变压器的铜耗增加，所以变压器在严重的谐波负荷下将发生局部过热、噪声增年夜现象，从而加速尽缘老化，缩短变压器等电气装备的使用寿命，下降供电靠得住性；

　　(2)致使电力电缆发烧，在三相对称回路中，三次谐波在三相导线中相位不异，在中性线上叠加后发生了3倍于相线的谐波电流和谐波电压，致使了中性线温度升高。年夜的OA装备及电子式荧光灯使三次谐波在系统中的据有率增年夜，是以，谐波引发中性线发烧的问题值得关注。当高频电畅通流畅过导线时，线路集肤效应加重，线路外概况电流密度加年夜，就会致使线路(相线及中性线)发烧；

　　(3)当配电线路与通讯线路平行或相距较近时，由于两者之间存在静电感应和电磁感应，轻易形成电场耦合和磁场耦合，三次谐波份效应更显强烈，并在通讯系统内发生声频干扰，从而下降旌旗灯号的传输，破坏旌旗灯号的正常传输，不仅影响通话的清晰度，严重时将威胁通讯装备及人身平安；

　　(4)致使低压配电装备工作异常，谐波畸变可以使配电用低压电器装备(断路器、漏电庇护器、接触器、热继电器等)发生故障。谐波电流使低压电器装备铁损、铜损增加，集肤效应加重，从而发生异常发烧、误动作等故障；

　　(5)致使电网的各类庇护及自动装配发生误动或拒动，非凡在普遍运用的微机庇护、综合自动化装配中浮现突出，轻易引发区域系统瓦解，造成故障扩年夜等恶性后果；

　　(6)建筑物突发火灾被证实也有一部门与电网谐波有关。同时，电网谐波还会严重削弱和干扰电网的经济运行，造成电网“公害”。

　　对于配电网谐波污染及其可能酿成的负面影响，我国将于近期出台谐波控制强制性规范，强化对谐波污染的治理，今朝，国内一些企已起头重视对谐波污染的制理，投资安装了谐波滤波器，取得了节能和提高电网品的两重效果。

　　鉴于配电系统谐波的风险及国家对谐波污染的治理要求，应积极接纳消除或抑制谐波风险的防范措施：

　　(1)在凭据负载肯定电力变压器额定容时，应斟酌谐波畸变而留有裕。在平易近用建筑设计中一般应保证变压器负荷率为70％—80％左右，该负荷率的工程裕即可防范谐波引发的变压器发烧风险；

　　(2)经由过程采用高性能的用电装备，改善其谐波的庇护性能，提高装备的抗谐波干扰能力；

　　(3)在电缆截面的选择中，应斟酌谐波引发线缆发烧的风险。对于毗连谐波主要扰动源装备的配线，肯定线缆载流时应留有足够裕，可适当放年夜一级选择线缆截面。在三相四线制系统中，应斟酌三次谐波电流和高次谐波电流引发的集肤效应对中性线的发烧风险，即在中性线截面的选择中留有足够裕，一般与相线等截面，非凡情况下甚至需年夜于相线截面；

　　(4)交流滤波装配能够有用地吸收谐波源所发生的谐波电流，下降谐波电压是抑制谐波“污染”的有用措施。一般由电容器、电抗器、电阻器组合而成，结构简单，运行靠得住，维护利便，一次性投资较少，适合运用在许多场所；

　　(5)接纳快速可变的电抗器或电容元件组合，形成动态无功抵偿装配(或称静止无功抵偿装配)与谐波源并联，不仅可有用地削减谐波，而且能够抑制电压波动、闪变，增加系统阻尼，提高系统功率因数，保证电网供电。静补装配一次性投资较年夜，可是，经济和社会效益较好，适合于有较年夜谐波源的场所；

　　(6)在设计和施工阶段，建议接纳以下措施抑制谐波对电子装备的干扰；

　　①为该类装备设计用回路供电，尽避免干扰沿供电线路窜人；

　　②为易受干扰装备加装线路滤波器，消除或抑制谐波份，净化电源；

　　③使该类装备配线尽远离谐波电流畸变严重的线路，以免空间电磁干扰。

　　(7)无源串联滤波器技术进步前辈，平安靠得住，对断根谐波污染效果十分显著，同时，增加了电网系统的靠得住性和现有网络及配电柜的负载能力，提高了低压电网的效率，延长了灯具和装备中电容器的寿命，应进行年夜规模推行。

　　电力消费的趋向是高效率用电与高用电相接合，电力污染不合适绿色用电的要求。进行谐波治理，提高电力品是位的，其次是节能。谐波治理是个综合治理进程，一方面要从泉源抓起，增强装备的治理，避免谐波的发生，更重要的是提高熟悉，积极进行谐波治理，避免灾难发生。