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客户端谐波治理问题的思考与研究 　　【摘 要】本文探析了客户端冲击性、波动性、非对称性等非线性负载产生谐波的主要原因和危害。根据目前用电管理现状，重点阐述了供电企业开展客户端谐波治理的目的和目标，并针对当前客户端普遍存在的由谐波引发的问题提出了合理的治理方案和对策，保障和提高供电企业电网的电能质量，保证客户正常的生产秩序和设备安全。 　　【关键词】客户端谐波；谐波治理；方案对策 　　随着社会经济发展和科技进步，客户对供电质量的要求越来越高，但客户大型设备的启停、转换频繁，电子装置等非线性负荷的迅猛增涨，谐波造成电能质量的问题也在增加。通过事故教训，谐波的危害性已逐渐被客户认识，开始重视谐波的治理工作。但是在实际工作中，还有相当一部分企业对谐波的危害程度认识不清，对谐波污染一无所知或置之不理，从而影响自身的生产，而且还殃及电网上的其他客户。 　　1 客户端谐波概述 　　客户端产生谐波最根本性的原因是非线性负载的存在。当电流通过非线性负载的时候，负载上的电流不是呈现正弦波形，在此状态下，众多客户汇聚到一起，引起电网中电流波形不再是正弦波，这非正弦波可以用傅里叶级数进行分解，即为基波正弦量和频率是基波整数倍的高次谐波正弦分量的总和。 　　客户端谐波的主要来源是受电设备和用电设备：1、电变压器空载合闸涌流产生谐波。变压器空载合闸会产生8至15倍的额定电流的励磁涌流，造成变压器中铁芯处于饱和状态，出现大量的奇数谐波。2、用电设备方面产生的谐波影响更大，如整流器、逆变器、电弧炉、变频换流等设备。譬如，整流器和逆变器，一个是将交流转换成直流，另一个相反。它们电路中的二极管阻抗非常小，接近于零，反向阻抗无穷大，每相电流输出波形为矩形波，利用傅里叶级数展开周期的矩形波形，可以看到除了工频正弦波以外，还叠加了一系列高次波形，即是谐波。还譬如，变频调速电机、变频空调等设备，虽然在实现平滑调速的同时还节约大量的电能，但在变频调速的过程中会产生大量的高次谐波。再如冶金行业中使用的中频炉、高频炉等冶炼设备，在整个冶炼过程中，频繁的开路和短路，会造成电压的波动和闪变。还有电视、电磁炉、微波炉等家用电器当中也存在着谐波，虽产生的谐波功率小，但是数量庞大，特别是对供电企业的低压配电网影响也可见一斑。 　　2 客户在谐波治理中存在的问题 　　用电客户普遍对于谐波产生的原因和危害没有过多的认识，更谈不上采取积极措施去治理。然而，随着产生谐波源的电气设备的使用越来越广泛，谐波污染造成的危害日趋严重，经过一系列的事故教训，让人们逐步认识到谐波的危害，采取治理措施的重要性和必要性。 　　谐波的危害主要体现在：1）引起电压的畸变。使设备不能正常运转，降低了功率真因数，增加了设备的损耗。2）增加了客户配电线路的损耗。谐波电流在配电线路上产生谐波压降，增大了线路附加损耗。特别对电缆线路的危害更大，除了上述的因素，谐波电压增强了介质的电场强度，会大大缩短电缆的寿命。3）增加配电变压器的损耗。谐波使变压器的铜损增大，谐波还会使变压器铁芯饱和，铁损也会增大。4）影响电容器安全运行。谐波在电容器上通过电效应、热效应和谐振引起谐波电流放大，使电容器过电流；谐波电压容易使电压呈现尖顶波形，使电容器过电压，两种情况都会导致电容器损坏。5）增加感应式电动机损耗，使电动机过热。6）会引起继电保护和自动装置工作紊乱、误动或拒动，并使电气测量仪表计量不准确。7）会对邻近的通讯设备产生干扰。8）对其它设备的影响，如引起断路器灭弧困难、开断能力降低，造成断路器损坏；避雷器因谐波过电压而损坏，电压互感器因谐振而损坏等。 　　由于谐波治理的专业性和理论性较高，需要专业测量设备和专业人员，才能准确测量和计算出各类设备的谐波分量，有针对性的采取措施治理，而客户电气运行值班人员一般不具备这样的专业能力。供电企业不但要注重用电客户的安全运行管理，在谐波污染日趋严重的形势下，也要把客户的谐波管理纳入正常的管理范畴和工作重点，对客户开展常态化的检测工作，对注入电网公共接入点的谐波不达标的客户，协助客户分析和制定治理计划，督促客户及时整改。挑选在谐波治理方面经验丰富、技术力量雄厚的专业厂家进行现场谐波治理，确保注入电网公共接入点的谐波符合国家标准。 　　3 谐波治理的对策和措施 　　谐波治理实际措施的选择要根据谐波达标要求、措施的效果、经济性和技术成熟程度等综合比较后确定，谐波治理应优先对谐波源本身或在其附近采取适当的技术措施。结合各种谐波治理的手段和措施，主要有以下几个方面。 　　（1）增加系统承受谐波能力。将谐波源由较大容量的供电点或由高一级电压的电网供电，可以减小谐波的影响。 　　（2）加装串联电抗器。在客户进线处加串联电抗器，以增大和系统的电气距离，减小谐波的相互影响。