低次諧波消去法

電力系統諧波、電磁干擾和功率因數降低是電力系統的公害，電力系統諧波是三大公害中危害性質比較嚴重，損失比價大，且可以通過系統、科學的辦法降低危害程度，電力系統諧波是電力工作的一項重點工作。

基本介紹

• 中文名：低次諧波消去法
• 外文名：Subharmonic elimination
• 學科：電力工程
• 領域：工程技術

簡介

隨著我國經濟建設速度逐漸加快，人民生活水平日益提高，社會對電力能源的質量和數量的要求越來越高、越來越強，電力能源跨地域輸送成為必然。隨著電網數量、長度和複雜程度的增加，電網中各類型的功能性的電子元器件使用數目也越來越多，複雜的電網結構和大量的電子元器件會造成電網內大量正弦波畸變，造成電網電能質量的下降、電力系統容量的降低、設備老化加劇、設備使用壽命縮短、降低電力系統質量、電力生產安全隱患和電力系統設備損壞。

電力系統諧波的概述

電力系統諧波、電磁干擾和功率因數降低是電力系統的公害，電力系統諧波是三大公害中危害性質比較嚴重，損失比價大，且可以通過系統、科學的辦法降低危害程度，電力系統諧波是電力工作的一項重點工作。

1.電力系統諧波的定義

電力系統諧波是指：在整個電力傳輸和工作系統中由於非線性負載收到正弦電壓的作用，在基波電流發生了正弦畸變，這是產生的與工頻不同步的成分，我們通常為電力系統諧波。也有部分研究認為:由於交流電網有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波。

2.電力系統諧波產生的原因

經過科學的分析和實踐的驗證，可以確定電力系統諧波產生主要原因就是非線性用電設備的套用。非線性的用電設備主要有：電弧加熱設備（電弧爐、電焊機等）;交流整流的直流用電設備（電解、電鍍）;交流整流再逆變用電設備（變頻調速、變頻空調）；開關電源設備（中頻爐、彩色電視機、電腦）。

電力系統諧波危害

1.電力系統諧波的物理性危害

首先，電力系統諧波會使電網中的電氣和設備產生附加的損耗，降低了發電、輸電及用電設備的效率。其次，電力系統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故障。最後，電力系統諧波會引起電網諧振，對電網中的電容器和電抗器產生諧振影響，嚴重時會導致電網中的電容器和電抗器的燒毀。

2.電力系統諧波的測量性危害

首先，電力系統諧波會使電氣和電力測量儀表計量質量下降，計量誤差範圍加大。其次，電力系統諧波會對設備附近的通信系統產生干擾，產生噪聲和信息丟失，使通信系統無法正常工作。最後，電力系統諧波會沿電網系統形成無線電波，造成對附近的電磁干擾，嚴重影響電網周邊的無線電發射、雷達、核磁共振等系統和設備的工作性能。

3.電力系統諧波的其他危害

其一，電力系統諧波會導致電網中繼電保護和自動裝置誤動作，造成電網的供電中斷事故，形成斷電損失。其二，電力系統諧波會影響電網系統內連線的電子設備，造成設備的數據丟失。

電力系統諧波的檢測方法

1.傅立葉變換諧波檢測法

在數字控制方面利用傅立葉變換進行李希特諧波檢測，將離散傅立葉變換所需要處理的是經過採樣和A/D轉換得到的數位訊號，確定電力系統諧波的屬性和特徵。

2.小波變換諧波檢測法

對於高頻諧波信息的檢測可以套用小波變換檢測法，對信號的高頻分量做細緻的觀測，對電力系統諧波採樣離散後，利用小波變換對數位訊號進行處理，小波可以看作是一個雙窗函式，確定諧波的屬性和特點。

電力系統諧波消除的方法

1.增加整流變壓器

增加整流變壓器可以有效降低相數對電力系統諧波的影響，增加整流的相數或脈動數，可以較好地消除低次特徵諧波，該措施可減少諧波源產生的諧波含量，一般在工程設計中予以考慮，因此增加整流的相數或脈動數，可有效地抑制低次諧波。

2.採用整流變壓器Y/△或△/Y接線法

整流變壓器Y/△或△/Y接線法可抑制電力系統內三倍數次諧波，當電力系統高次諧波電流從晶閘管反串到變壓器副邊繞組內時三倍數次高次諧波電流被阻斷，將能量消耗在繞組的電阻中，三相晶閘管整流裝置的整流變壓器採用這種接線形式時優點是可以自然消除3的整數倍次的諧波，是抑制高次諧波的最基本方法，該方法也多用於大容量的整流裝置負載。

3.選用高功率因數的整流器

高功率因數整流器是一種通過對整流器本身進行改造，使其儘量不產生諧波，其電流和電壓同相位的組合裝置，注意高功率因數整流器在電力系統設備的設計過程的套用。

結語

綜上所述，隨著經濟、科技和思想的進步，社會上對於電力質量的要求越來越高，電力系統中諧波的問題會引起對用電單位物質上的損失，影響信息技術，計算機技術和網路技術的發展，阻礙人們思想意識的提高，電力系統諧波應該用戶和電力企業越來越高的重視。在實際的電力工作中，應該加強對電力系統諧波的重視程度，建立電力系統諧波監測網路，通過分析和監控電網的電能質量確定諧波危害的大小和範圍，找出電網中造成電能質量諧波及故障的原因，套用先進的理念和方法指導電力系統諧波的清除工作，利用電能質量測試儀器提高電能質量監測的水平，建立科學、合理、有效的電力系統諧波消除網路，為保證電網的安全穩定運行、提高電網電能質量、降低電網安全隱患、支持社會經濟的高效運行提供重要的保障。