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[摘 要]经济的飞速发展带来供电紧张，为解决供电紧张，一方面要建设许多新的电厂和输电线路，另一方面要高效利用现有的电力资源，减少电力损耗。谐波是导致电力损耗增加，供电质量下降的重要因素。本资料分析谐波基本特性，对配网中谐波的来源和危害进行了详细说明，总结了治理谐波的方法。
[关键词]电网谐波；危害；治理技术
中图分类号：TM714.3 文獻标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）18-0090-01
在电力系统中，具有非常复杂的网络结构，拥有着电感和电容等许多元件，经常会出现过电压的现象。这已经成为一种非常普遍的现象。导致过电压的因素有很多，谐波处理不当或者系统运行时出现故障，甚至由于雨雪天气所产生的雷电等有可能在电力系统中引发过电压现象。其中，谐波处理不当导致过电压出现的次数最多，这不仅破坏了电气设备和电网，增加了电力维修成本，而且还会导致大面积的停电现象，严重影响居民和工厂等的生产生活，严重阻碍了电力系统的发展[1]。总之，电网谐波为人们带来的危害极大，我们应该对这一问题给予高度关注。
一、电网谐波给电力系统带来的危害
电网谐波给电力系统的正常运行和发展带来很多不利影响，尤其是当电网处在低谷阶段时所受到的谐波污染更为严重，导致供电出现紧张甚至断电的现象，直接影响了人们的正常生产和生活[1]。因此，加强对谐波的治理就显得尤为重要。电网谐波给电力系统所带来的危害大致可以分为以下几种。
（1）对于继电保护或者是在电力系统中的自动装置来说，他们在进行操作时一般会参考基频量的变化来进行，基频的浮动范围大小以及相位都会直接关系到电力系统的运行成效。如果谐波拥有较大的含量，通常很难将保护回路的情况进行正确反映，而且还很有能将其工作状态扭曲，使得装置难以运行或者出现不必要的故障[1]。当电网中的电压或电流波形非理想的正弦波时，即说明其中含有频率高于50Hz的电压或电流成分，将频率高于50Hz的电流或电压成分称之为谐波。当谐波频率为工频频率的整数倍时，将其称之为整数次谐波，这类谐波通常用次数来表示。例如：将频率为工频频率5倍（250Hz）的谐波称之为5次谐波，将频率为工频频率7倍（350Hz）的谐波称之为7次谐波，依此类推。
（2）在供电单位中，其所使用的主变压器全部都是非电炉性质的，一旦在主变电压器中发现了谐波电流，将会大大增加其绕组损耗的可能性，给变压器的外壳以及内部带来很大的压力，导致其出现过热现象，从而大大降低了变压器的使用寿命，使得变压器的老化速度加快，不仅增加了电力系统的正常运行的成本和费用，而且还会引发短路、断电等不良后果[2]，令人堪忧。例如可控硅整流器、开关电源等，这一类负荷产生的谐波频率均为工频频率的整数倍。例如三相六脉波整流器所产生的主要是5次和7次谐波，而三相12脉波整流器所产生的主要是11次和13次谐波。
（3）电力系统中有很多的设备包括电线路、电动机，其能否正常运行将会直接影响电力系统的整体运行情况，而谐波现象经常会发生在这些设备工作中，给这些设备的正常运行增加了很大的压力[3]，不仅附加功率的损耗越来越严重，而且设备的发热现象严重导致设备的使用寿命大为缩减，对电力系统的持续发展带来很多不利影响。当电网中的谐波电流较大，以至于电压波形也产生畸变时，将其称之为电网被污染。电网的污染程度用电压波形畸变率来表示，简称THDu。按照国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》的规定：10kV电网的THDu应小于4%，400V电网的THDu应小于5%。
（4）谐波给电网的运行和发展带来的危害极大，在减小电容器的容抗以及增大了传输电流的同时还会不同程度的损害电容器，减少电容器的使用年限，降低了电容器的质量。特别是当电容器处于并联的状态时，将会降低对谐波的抵制和阻碍作用，并且当谐波通过电流时还会增大系统和电容器发生并联谐振的可能性，使得在电网中经常出现过电压现象，给电力系统的正常运行带来很大的阻碍[4]，导致电力行业的竞争力下降，难以在激烈的市场竞争中占有一席之地。
二、谐波造成的危害大致列举如下
①由于谐波的频率较高，使导线的集肤效应加重，因此铜损急剧增加。同时变压器铁心由于不能适应急剧变化的磁通而导致铁损急剧增加。
②谐波会影响表计的计量精度。从原理上进行分析：谐波源将其吸收的一部分电网电能转变为谐波发送到电网？中去，因此电能表会将谐波能量当作发电来进行计算，从而导致计量误差。对于机械式电能表还会由于高频率谐波所产生的高频涡流阻力而变慢。因为在高次谐波严重的情况下（例如中频炉）会严重影响电能表的计量精度，导致莫名其妙的丢电现象。
③精密电子设备（包括电子式电能表）会被严重干扰，导致不能正常工作，甚至烧毁。
④所有接于电网中的设备的损耗都会增加，温升增加。含有电容器的设备受影响最为严重，甚至可能导致设备损坏以及电容器爆炸等事故.
⑤电机类负荷由于谐波的逆序作用而导致输出扭矩下降。
⑥继电保护机构可能会由于谐波而产生误动或拒动故障。
当电网的谐波污染程度小于国家标准的规定时，通常不会对系统造成影响。随着污染程度的增加，谐波的影响就逐渐显现出来。在谐波严重超标的情况下，如果不进行谐波治理，往往会产生很严重的后果。谐波源的特性非常复杂，因为谐波的产生不仅仅取决于产生谐波的负荷本身，还与电网的短路容量、电网的组成形势以及电网中的其他负荷的性质有关。因此滤波器无法做成定型产品，必须通过公司技术人员对谐波源现场情况的测试，然后根据现场测试结果进行专门设计。
三、加强对谐波技术治理的有效措施
1、采取隔离的方式消除谐波
为了改变电网中出现谐波或者谐波变得畸形的情况，提高电网各项设备的运行效率和使用质量，必须对谐波技术进行有效地处理，提高对谐波消除重要的认识[3]。采用隔离方式对谐波进行消除，主要是将干扰器隔离于被干扰源，使得它们难以相互联系避免产生电流，起到隔离作用，达到消除了谐波的目的。
2、采取接地的方式消除谐波
电网谐波会威胁人们的生命和财产安全，同时还会造成设备的损害，有百害而无一利。采取接地的方式对谐波进行消除，不仅能够起到对谐波的干扰作用，而且将为人们的生命提供安全保障，已经得到人们的认可并被广泛应用在谐波治理工作当中[2]。不断提高变频器的接地水平，将基频控制在一定范围内，并保证仪表和设备运行的稳定性和安全性，使得测量的精度更为准确对于电网的维护和运行来说具有十分重要的意义。
3、采取反谐振的方式消除谐波
谐波在电容器带来的危害很大，会造成谐振电路的产生，并当其振动频率与谐波频率比较接近时，将会进一步的加大电流的传输压力，使电流被不断的放大甚至超过电流的承受能力。因此，防止谐振产生也是十分必要的。能否选择正确的操作方式，有效合理的进行操作是是否能够防止谐振的关键。在母线停电的状况下，一定要严格按照规定顺序进行操作，PT隔离柜开关应该在拉开进线开关之前，并且操作顺序应该与送电时的操作顺序相反[2]。若电力系统在送电的过程，突发谐振过电压现象时，应立即采取措施在开口绕组的地方串联个合适瓦数的电灯或电阻[4]，或者暂时拉开PT中性点，从而对谐振过电压起到抑制作用，并消除对谐波的影响。
结语
综上所述，电网谐波给电网系统的正常运行具有很大的破坏性，电力单位只有不断地提高对谐波的认识和理解，积极寻求有效措施来加强对谐波技术的治理，才能从根本上为人们的生产生活提供保障，促进电力事业的迅猛发展。
参考文献
[1] 张伏生，王海坤.可视化的配电网线损计算与管理系统.继电器，2010， 29（11）：67～69 .
[关键词]电网谐波；危害；治理技术
中图分类号：TM714.3 文獻标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）18-0090-01
在电力系统中，具有非常复杂的网络结构，拥有着电感和电容等许多元件，经常会出现过电压的现象。这已经成为一种非常普遍的现象。导致过电压的因素有很多，谐波处理不当或者系统运行时出现故障，甚至由于雨雪天气所产生的雷电等有可能在电力系统中引发过电压现象。其中，谐波处理不当导致过电压出现的次数最多，这不仅破坏了电气设备和电网，增加了电力维修成本，而且还会导致大面积的停电现象，严重影响居民和工厂等的生产生活，严重阻碍了电力系统的发展[1]。总之，电网谐波为人们带来的危害极大，我们应该对这一问题给予高度关注。
一、电网谐波给电力系统带来的危害
电网谐波给电力系统的正常运行和发展带来很多不利影响，尤其是当电网处在低谷阶段时所受到的谐波污染更为严重，导致供电出现紧张甚至断电的现象，直接影响了人们的正常生产和生活[1]。因此，加强对谐波的治理就显得尤为重要。电网谐波给电力系统所带来的危害大致可以分为以下几种。
（1）对于继电保护或者是在电力系统中的自动装置来说，他们在进行操作时一般会参考基频量的变化来进行，基频的浮动范围大小以及相位都会直接关系到电力系统的运行成效。如果谐波拥有较大的含量，通常很难将保护回路的情况进行正确反映，而且还很有能将其工作状态扭曲，使得装置难以运行或者出现不必要的故障[1]。当电网中的电压或电流波形非理想的正弦波时，即说明其中含有频率高于50Hz的电压或电流成分，将频率高于50Hz的电流或电压成分称之为谐波。当谐波频率为工频频率的整数倍时，将其称之为整数次谐波，这类谐波通常用次数来表示。例如：将频率为工频频率5倍（250Hz）的谐波称之为5次谐波，将频率为工频频率7倍（350Hz）的谐波称之为7次谐波，依此类推。
（2）在供电单位中，其所使用的主变压器全部都是非电炉性质的，一旦在主变电压器中发现了谐波电流，将会大大增加其绕组损耗的可能性，给变压器的外壳以及内部带来很大的压力，导致其出现过热现象，从而大大降低了变压器的使用寿命，使得变压器的老化速度加快，不仅增加了电力系统的正常运行的成本和费用，而且还会引发短路、断电等不良后果[2]，令人堪忧。例如可控硅整流器、开关电源等，这一类负荷产生的谐波频率均为工频频率的整数倍。例如三相六脉波整流器所产生的主要是5次和7次谐波，而三相12脉波整流器所产生的主要是11次和13次谐波。
（3）电力系统中有很多的设备包括电线路、电动机，其能否正常运行将会直接影响电力系统的整体运行情况，而谐波现象经常会发生在这些设备工作中，给这些设备的正常运行增加了很大的压力[3]，不仅附加功率的损耗越来越严重，而且设备的发热现象严重导致设备的使用寿命大为缩减，对电力系统的持续发展带来很多不利影响。当电网中的谐波电流较大，以至于电压波形也产生畸变时，将其称之为电网被污染。电网的污染程度用电压波形畸变率来表示，简称THDu。按照国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》的规定：10kV电网的THDu应小于4%，400V电网的THDu应小于5%。
（4）谐波给电网的运行和发展带来的危害极大，在减小电容器的容抗以及增大了传输电流的同时还会不同程度的损害电容器，减少电容器的使用年限，降低了电容器的质量。特别是当电容器处于并联的状态时，将会降低对谐波的抵制和阻碍作用，并且当谐波通过电流时还会增大系统和电容器发生并联谐振的可能性，使得在电网中经常出现过电压现象，给电力系统的正常运行带来很大的阻碍[4]，导致电力行业的竞争力下降，难以在激烈的市场竞争中占有一席之地。
二、谐波造成的危害大致列举如下
①由于谐波的频率较高，使导线的集肤效应加重，因此铜损急剧增加。同时变压器铁心由于不能适应急剧变化的磁通而导致铁损急剧增加。
②谐波会影响表计的计量精度。从原理上进行分析：谐波源将其吸收的一部分电网电能转变为谐波发送到电网？中去，因此电能表会将谐波能量当作发电来进行计算，从而导致计量误差。对于机械式电能表还会由于高频率谐波所产生的高频涡流阻力而变慢。因为在高次谐波严重的情况下（例如中频炉）会严重影响电能表的计量精度，导致莫名其妙的丢电现象。
③精密电子设备（包括电子式电能表）会被严重干扰，导致不能正常工作，甚至烧毁。
④所有接于电网中的设备的损耗都会增加，温升增加。含有电容器的设备受影响最为严重，甚至可能导致设备损坏以及电容器爆炸等事故.
⑤电机类负荷由于谐波的逆序作用而导致输出扭矩下降。
⑥继电保护机构可能会由于谐波而产生误动或拒动故障。
当电网的谐波污染程度小于国家标准的规定时，通常不会对系统造成影响。随着污染程度的增加，谐波的影响就逐渐显现出来。在谐波严重超标的情况下，如果不进行谐波治理，往往会产生很严重的后果。谐波源的特性非常复杂，因为谐波的产生不仅仅取决于产生谐波的负荷本身，还与电网的短路容量、电网的组成形势以及电网中的其他负荷的性质有关。因此滤波器无法做成定型产品，必须通过公司技术人员对谐波源现场情况的测试，然后根据现场测试结果进行专门设计。
三、加强对谐波技术治理的有效措施
1、采取隔离的方式消除谐波
为了改变电网中出现谐波或者谐波变得畸形的情况，提高电网各项设备的运行效率和使用质量，必须对谐波技术进行有效地处理，提高对谐波消除重要的认识[3]。采用隔离方式对谐波进行消除，主要是将干扰器隔离于被干扰源，使得它们难以相互联系避免产生电流，起到隔离作用，达到消除了谐波的目的。
2、采取接地的方式消除谐波
电网谐波会威胁人们的生命和财产安全，同时还会造成设备的损害，有百害而无一利。采取接地的方式对谐波进行消除，不仅能够起到对谐波的干扰作用，而且将为人们的生命提供安全保障，已经得到人们的认可并被广泛应用在谐波治理工作当中[2]。不断提高变频器的接地水平，将基频控制在一定范围内，并保证仪表和设备运行的稳定性和安全性，使得测量的精度更为准确对于电网的维护和运行来说具有十分重要的意义。
3、采取反谐振的方式消除谐波
谐波在电容器带来的危害很大，会造成谐振电路的产生，并当其振动频率与谐波频率比较接近时，将会进一步的加大电流的传输压力，使电流被不断的放大甚至超过电流的承受能力。因此，防止谐振产生也是十分必要的。能否选择正确的操作方式，有效合理的进行操作是是否能够防止谐振的关键。在母线停电的状况下，一定要严格按照规定顺序进行操作，PT隔离柜开关应该在拉开进线开关之前，并且操作顺序应该与送电时的操作顺序相反[2]。若电力系统在送电的过程，突发谐振过电压现象时，应立即采取措施在开口绕组的地方串联个合适瓦数的电灯或电阻[4]，或者暂时拉开PT中性点，从而对谐振过电压起到抑制作用，并消除对谐波的影响。
结语
综上所述，电网谐波给电网系统的正常运行具有很大的破坏性，电力单位只有不断地提高对谐波的认识和理解，积极寻求有效措施来加强对谐波技术的治理，才能从根本上为人们的生产生活提供保障，促进电力事业的迅猛发展。
参考文献
[1] 张伏生，王海坤.可视化的配电网线损计算与管理系统.继电器，2010， 29（11）：67～69 .