摘要：本文分析了電力電網的諧波源
、諧波特性和危害


，並通過某大型鋼鐵股份公司diyapeidianxitongzhongyouyuanlvboqideyingyonganli
，duibifenxileyouyuanlvboqitouruqianhoudeqingkuang，shuomingleyouyuanlvboqidexiebozhilijishushigaishangongdiandiannengzhiliangdeyouxiaoshouduanzhiyi，kejiangchanshengdexiebokongzhizaizuixiaofanweinei，dadaokexueheliyongdian，yizhidianwangwuran，tigaodiannengzhiliang
，baozhengdianqishebeianquandezuoyong。

關鍵詞：電能質量

；諧波；有源濾波

 1 電能質量與諧波

1.1 諧波的產生

suizhedianlidianzibianliuzhuangzhideyingyongriyiguangfan
，diannengdedaolegengjiachongfendeliyong。danfeixianxingdianlizhuangzhishebeideguangfanyingyongchanshengledaliangjibiandedianliuxiebo，jibiandianliuzaidianwangzhongdeliudongdaozhilexiebodianya
；諧波汙染越來越多地威脅到電力係統安全、穩定、經濟運行，給同一網絡的線性負載和其它用戶帶來了極大影響。諧波已與電磁幹擾、功率因數降低並列為電力係統的三大公害。所以了解諧波產生的原理
、研yan究jiu消xiao除chu供gong配pei電dian係xi統tong中zhong的de高gao次ci諧xie波bo問wen題ti對dui改gai善shan供gong電dian質zhi量liang和he確que保bao電dian力li係xi統tong安an全quan經jing濟ji運yun行xing有you著zhe非fei常chang積ji極ji的de意yi義yi。諧xie波bo測ce量liang是shi諧xie波bo問wen題ti中zhong的de一yi個ge重zhong要yao分fen支zhi，對dui抑yi製zhi諧xie波bo
、解決諧波產生的問題有著重要的指導作用。因此對諧波的測量和分析是電力係統分析和控製中的一項重要工作，是繼電保護、故障測量等工作開展的重要前提。

主要諧波產生源如下表：

1.2 諧波的危害

1.2.1使電力元件附加損耗加大，易引發火災。

諧波使公用電網中的元件產生附加的損耗，降低了發電、輸電及用電設備的效率。大量三次諧波流過中線會使線路過熱


，甚至引起火災。

1.2.2影響電氣設備的正常運行。

諧波會影響電氣設備的正常工作，使電機產生機械振動和噪聲等，使變壓器局部嚴重過熱

，使電容器、電纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短，以致損壞。

1.2.3引起電網諧振。

這(zhe)種(zhong)諧(xie)振(zhen)可(ke)能(neng)使(shi)諧(xie)波(bo)電(dian)流(liu)放(fang)大(da)幾(ji)倍(bei)甚(shen)至(zhi)數(shu)十(shi)倍(bei)，會(hui)對(dui)係(xi)統(tong)
，特(te)別(bie)是(shi)對(dui)電(dian)容(rong)器(qi)和(he)與(yu)之(zhi)串(chuan)聯(lian)的(de)電(dian)抗(kang)器(qi)形(xing)成(cheng)很(hen)大(da)的(de)威(wei)脅(xie)，經(jing)常(chang)使(shi)電(dian)容(rong)器(qi)和(he)電(dian)抗(kang)器(qi)燒(shao)毀(hui)。

1.2.4使繼電保護誤動作
，電氣測量誤差過大。

諧波會導致繼電保護
，特別是微機綜合保護器與自動裝置誤動作，造成不必要的供電中斷和生產損失；諧波還會使電氣測量儀表計量不準確
，產生計量誤差，給用電管理部門或電力用戶帶來經濟損失。

1.2.5使工控係統崩潰。

臨近的諧波源或較高次諧波會對通信及信息處理設備產生幹擾，輕則產生噪聲
，降低通信質量，計算機無法正常工作

；重則導致信息丟失，使工控係統崩潰。

1.3 諧波治理依據的國家標準

GB/T14549-1993 《電能質量：公用電網諧波》

GB/T15543-2008 《電能質量：三相電壓允許不平衡度》

GB/T12325-2008 《電能質量：供電電壓允許偏差》

GB/T12326-2008 《電能質量：電壓波動和閃變》

GB/T18481-2001 《電能質量：暫時過電壓和瞬態過電壓》

GB/T15945-2008 《電能質量：電力係統頻率允許偏差》

GB7625.1-1998  《低壓電氣電子產品發出的諧波電流限值》

GB/T15576-1995 《低壓無功功率靜態補償裝置總技術條件》

2典型應用方案介紹

2.1項目背景

某鋼鐵股份公司是集煉焦、燒結、冶煉、軋材及科研開發為一體的特大型鋼鐵聯合企業，其屬下Xzhagangchangzhuyaoshengchanzhonghoubandenggangcaichanpin
，youyushengchanxuyao，zaidiyapeidianxitongbianyaqiercicedeshebeizhuyaoshidiandongji，bianpinqidaidongdianjigongzuo。youyubianpinqineibujiegoucaiyongdaliangfeixianxingyuanjian，suoyizaigongzuoguochengzhongchanshengdaliangxiebo。

板材在軋製過程中存在一定的衝擊負荷，而且生產工藝也並非連續性。從而引起工作電壓/電流波動、不連續
，工作電流的變化同樣引起諧波電流波動。

我公司為該企業軋鋼車間二號冷床下電網的諧波情況製定了相應的解決方案。采用自主研發的並聯型有源電力濾波器ANAPF，在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)出(chu)線(xian)側(ce)進(jin)行(xing)集(ji)中(zhong)治(zhi)理(li)，濾(lv)波(bo)器(qi)可(ke)以(yi)自(zi)動(dong)跟(gen)蹤(zong)治(zhi)理(li)負(fu)載(zai)產(chan)生(sheng)的(de)諧(xie)波(bo)電(dian)流(liu)，並(bing)有(you)效(xiao)的(de)濾(lv)除(chu)諧(xie)波(bo)，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)。2.2項目方案

係統治理示意如下圖所示：

2.3項目效果

投入有源電力濾波器後，諧波電壓
、諧波電流治理效果：

3 ANAPF有源濾波器簡介投入有源電力濾波器運行後
，總電流畸變率由82.1%降至4.4%、5次諧波的電流畸變率由67.0%降至1.9%、7次諧波的電流畸變率由43.8%降至2.0%。電(dian)網(wang)質(zhi)量(liang)得(de)到(dao)明(ming)顯(xian)的(de)改(gai)善(shan)，並(bing)且(qie)適(shi)用(yong)於(yu)變(bian)化(hua)較(jiao)快(kuai)的(de)負(fu)載(zai)，對(dui)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)負(fu)載(zai)在(zai)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)諧(xie)波(bo)起(qi)到(dao)明(ming)顯(xian)的(de)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong)，從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)改(gai)善(shan)了(le)整(zheng)個(ge)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)狀(zhuang)況(kuang)
，有(you)效(xiao)地(di)保(bao)護(hu)了(le)生(sheng)產(chan)線(xian)上(shang)設(she)備的正常運行。

3.1有源濾波器主要技術指標

3.2有源濾波器報價及元件清單

4結論

本文介紹的有源濾波裝置采用模塊化設計，具有極快的響應時間；一機多能

，既可補諧波，又可兼補無功；先進的主電路拓撲和控製算法，精度更高
、運行更穩定；使用方便
，易於操作和維護。有源濾波裝置節約了用戶投資成本
，縮短了工期，為低壓配電網的諧波治理工程提供了高效的補償裝置
，具有良好的應用價值和應用前景。

【參考文獻】

［1］ GB/T 14549-1993 《電能質量：公用電網諧波》

［2］ 上海安科瑞電氣股份有限公司產品手冊.2013.01.版

［3］ 吳競昌.供電係統諧波
，北京：中國電力科技出版社


，1998

作者簡介：

趙斌，研究方向為能源管理係統、變配電智能監控技術 

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