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【摘要】谐波电流严重的危害着工厂低压配电系统，特别是随着低压设备自动化程度的不断提高以及大量电力电子设备的应用，谐波污染问题也日趋严重，因此，必须采取积极的技术措施对谐波电流进行抑制，从而提高工厂低压供电系统设备运行的可靠性。
【关键词】低压配电系统；谐波；防治
引言
随着工厂低压配电系统负荷中大量开关电源、变频器、整流器等非线性负荷的增加，其产生的高次谐波污染也日益严重，已经严重影响到工厂低压配电系统运行的安全性。如何从谐波产生的源头入手，降低低压配电系统中谐波的危害程度，保障工厂低压供电系统的可靠平稳运行，是本文探讨的主要问题。
1、谐波来源分析
工厂低压系统谐波的主要来源就是运行在系统内的大量非线性负荷。
1.1变配电室的直流系统。当前采用的变配电室采用的直流屏大都包含高频开关整流模块和充电机模块，这两种模块运行过程中就会产生5次、7次的高频谐波电流。
1.2整流系统。工厂内采用的整流型变压器和大电流整流柜等整流设备，由于其采用的多为三相双反星形桥式的结构，因此，会造成大量的5次、7次乃至更高倍次数的谐波电流。
1.3变频器和软启动器。为了改善电机的启动条件并提高电机的运行效率，近年来投产的大容量电机和水泵都配备了变频器或软启动器，变频器和软启动器中都采用了三相六脉冲整流结构，这种结构会产生5次、7次的高频谐波电流。
1.4弱电系统电源。工厂内运行着大量的工控、通讯、监控等弱电系统，弱电系统的供电电源多采用开关电源，因此，产生了大量的3次谐波。
1.5气体放电灯和镇流器。厂区生产和办公照明采用了大量的荧光灯和高压钠灯，荧光灯和高压钠灯统称为气体放电灯，在其使用过程中会产生电弧从而产生高次谐波电流；同时，与之配套的电子整理器，需要在整理后将直流逆变为高频交流电，这个过程会产生3次谐波电流。
1.6检修电源。工厂在进行设备检修过程中，不可避免会进行大量的焊接工作，焊接过程中电弧的产生也造成了大量3次谐波电流。
2、谐波的危害
低压配电系统中存在的高次谐波所造成的危害，不仅仅影响到低压电网本身，还严重的危害到周边其它配电设备的安全。谐波的存在增加了电能在传递过程中的损耗，影响了电能的利用效率；谐波容易造成设备震动、发热现象，容易加速设备老化，减少设备使用寿命，严重的还可能直接导致设备故障的发生；当低压配电系统内部出现谐振现象时，谐波电流会增大，会造成配电系统内部的薄弱环节如电容器等设备的烧毁；谐波的存在会干扰配电系统中的电子设备、通讯设备的正常运行，会导致继电保护和自动控制设备的失灵。
2.1谐波对变压器的危害。谐波的存在直接增加了变压器的损耗，导致变压器运行中出现异常的温升和噪声，加速了变压器内部绝缘介质的老化。工厂中虽然多采用△/Y型变压器来抑制3次谐波，但是却不能起到对其它次谐波的抑制作用。
2.2谐波对电动机的危害。谐波会增加电动机的损耗，降低利用率，同时谐波造成的电动机线圈温度升高也会影响电机寿命。特别是5次、11次等负序谐波分量会产生与电动机转向相反的旋转磁场，直接导致了电动机力矩下降，还会导致电动机运行过程中的异常震动。
2.3谐波对电容器的危害。工厂低压配电室在其低压母线上都装有补偿电容器来进行无功补偿，由于电容器本身容抗值会随着电流频率的增加而降低，正是这种对谐波的低阻性特点证明电容器对于谐波电流有一定的吸收作用。但是，谐波电流一旦导致谐振发生，则很可能造成电容器过流发热甚至发生击穿事故。
2.4谐波对电缆的危害。高次谐波电流的集肤效应较工频电流更加明显，因此，高频谐波电流会增加电缆阻抗、造成电缆温度升高、损耗增加，严重的还加剧了电缆绝缘老化损坏的速度；此外，严重的集肤效应会降低电缆的额定载流量，因此，为非线性负荷选择供电电缆时候应该较标准值适当留有一定的裕度。
3、抑制谐波电流的方法
工厂中变配电室主要采用带电抗的无功补偿系统和适当增大低压中性线母排、低压电缆的截面等方法来降低谐波的危害，其中电容器电抗器组的方法对谐波的抑制效果明显，通过合理的电容器电抗器组合方式，可以收到良好的谐波抑制效果。
在工厂低压配电系统中，非线性负荷造成的谐波主要是3次谐波和5次谐波，根据电容器电抗器组对谐波的抑制原理可知，选择电抗率P为12.5%，此时谐振频率f0=141HZ，电路对于三次谐波分量呈现低阻抗，可以充分的吸收3次谐波分量；选择电抗率P为4.5%，此时谐振频率f0=236HZ，电路对于五次谐波分量呈现低阻抗，可以充分的吸收5次谐波分量。如果采用两种方式结合的电抗器组可以有效的对低压系统中大量的3次谐波和5次谐波进行抑制。对于实际应用来说，可以采用具有双电抗系数（12.5%和4.5%结合）的非调谐滤波设备，通过分别于50%单组电容器进行组合，形成单组的12.5%电抗器组和4.5%的电抗器组，可以随着无功功率的变化进行分组投退，从而保障在无功补偿的同时实现抑制低压电网谐波的目的。
4、结束语
本文从谐波产生的原因入手，分析了治理谐波污染的技术方法，有助于在今后变配电室的设计和设备改造阶段，完成对于高次谐波的预防治理。谐波对配电网运行造成的潜在危害是巨大的，因此，作为从事电气设备管理维护工作的工程技术人员，应该清楚认识到谐波治理问题的重要性，在实际工作中加强谐波治理方面的工作，最大程度上降低高次谐波的危害性。
参考文献
[1]田长虹.对电网谐波的探讨[J].电气时代，2004（12）
[2]罗安，涂春鸣.电网谐波分析与滤除系统的研制[J].南工业大学学报（自然科学版），2001（06）
[3]何蓝图.电网谐波抑制技术措施[J].大众用电，2008（08）
[4]赵迹.浅谈电网谐波的产生及抑制[J].应用能源技术，2010（04）
[5]史哲.电网谐波的危害及治理方法[J].科技创新导报，2011（17）
【关键词】低压配电系统；谐波；防治
引言
随着工厂低压配电系统负荷中大量开关电源、变频器、整流器等非线性负荷的增加，其产生的高次谐波污染也日益严重，已经严重影响到工厂低压配电系统运行的安全性。如何从谐波产生的源头入手，降低低压配电系统中谐波的危害程度，保障工厂低压供电系统的可靠平稳运行，是本文探讨的主要问题。
1、谐波来源分析
工厂低压系统谐波的主要来源就是运行在系统内的大量非线性负荷。
1.1变配电室的直流系统。当前采用的变配电室采用的直流屏大都包含高频开关整流模块和充电机模块，这两种模块运行过程中就会产生5次、7次的高频谐波电流。
1.2整流系统。工厂内采用的整流型变压器和大电流整流柜等整流设备，由于其采用的多为三相双反星形桥式的结构，因此，会造成大量的5次、7次乃至更高倍次数的谐波电流。
1.3变频器和软启动器。为了改善电机的启动条件并提高电机的运行效率，近年来投产的大容量电机和水泵都配备了变频器或软启动器，变频器和软启动器中都采用了三相六脉冲整流结构，这种结构会产生5次、7次的高频谐波电流。
1.4弱电系统电源。工厂内运行着大量的工控、通讯、监控等弱电系统，弱电系统的供电电源多采用开关电源，因此，产生了大量的3次谐波。
1.5气体放电灯和镇流器。厂区生产和办公照明采用了大量的荧光灯和高压钠灯，荧光灯和高压钠灯统称为气体放电灯，在其使用过程中会产生电弧从而产生高次谐波电流；同时，与之配套的电子整理器，需要在整理后将直流逆变为高频交流电，这个过程会产生3次谐波电流。
1.6检修电源。工厂在进行设备检修过程中，不可避免会进行大量的焊接工作，焊接过程中电弧的产生也造成了大量3次谐波电流。
2、谐波的危害
低压配电系统中存在的高次谐波所造成的危害，不仅仅影响到低压电网本身，还严重的危害到周边其它配电设备的安全。谐波的存在增加了电能在传递过程中的损耗，影响了电能的利用效率；谐波容易造成设备震动、发热现象，容易加速设备老化，减少设备使用寿命，严重的还可能直接导致设备故障的发生；当低压配电系统内部出现谐振现象时，谐波电流会增大，会造成配电系统内部的薄弱环节如电容器等设备的烧毁；谐波的存在会干扰配电系统中的电子设备、通讯设备的正常运行，会导致继电保护和自动控制设备的失灵。
2.1谐波对变压器的危害。谐波的存在直接增加了变压器的损耗，导致变压器运行中出现异常的温升和噪声，加速了变压器内部绝缘介质的老化。工厂中虽然多采用△/Y型变压器来抑制3次谐波，但是却不能起到对其它次谐波的抑制作用。
2.2谐波对电动机的危害。谐波会增加电动机的损耗，降低利用率，同时谐波造成的电动机线圈温度升高也会影响电机寿命。特别是5次、11次等负序谐波分量会产生与电动机转向相反的旋转磁场，直接导致了电动机力矩下降，还会导致电动机运行过程中的异常震动。
2.3谐波对电容器的危害。工厂低压配电室在其低压母线上都装有补偿电容器来进行无功补偿，由于电容器本身容抗值会随着电流频率的增加而降低，正是这种对谐波的低阻性特点证明电容器对于谐波电流有一定的吸收作用。但是，谐波电流一旦导致谐振发生，则很可能造成电容器过流发热甚至发生击穿事故。
2.4谐波对电缆的危害。高次谐波电流的集肤效应较工频电流更加明显，因此，高频谐波电流会增加电缆阻抗、造成电缆温度升高、损耗增加，严重的还加剧了电缆绝缘老化损坏的速度；此外，严重的集肤效应会降低电缆的额定载流量，因此，为非线性负荷选择供电电缆时候应该较标准值适当留有一定的裕度。
3、抑制谐波电流的方法
工厂中变配电室主要采用带电抗的无功补偿系统和适当增大低压中性线母排、低压电缆的截面等方法来降低谐波的危害，其中电容器电抗器组的方法对谐波的抑制效果明显，通过合理的电容器电抗器组合方式，可以收到良好的谐波抑制效果。
在工厂低压配电系统中，非线性负荷造成的谐波主要是3次谐波和5次谐波，根据电容器电抗器组对谐波的抑制原理可知，选择电抗率P为12.5%，此时谐振频率f0=141HZ，电路对于三次谐波分量呈现低阻抗，可以充分的吸收3次谐波分量；选择电抗率P为4.5%，此时谐振频率f0=236HZ，电路对于五次谐波分量呈现低阻抗，可以充分的吸收5次谐波分量。如果采用两种方式结合的电抗器组可以有效的对低压系统中大量的3次谐波和5次谐波进行抑制。对于实际应用来说，可以采用具有双电抗系数（12.5%和4.5%结合）的非调谐滤波设备，通过分别于50%单组电容器进行组合，形成单组的12.5%电抗器组和4.5%的电抗器组，可以随着无功功率的变化进行分组投退，从而保障在无功补偿的同时实现抑制低压电网谐波的目的。
4、结束语
本文从谐波产生的原因入手，分析了治理谐波污染的技术方法，有助于在今后变配电室的设计和设备改造阶段，完成对于高次谐波的预防治理。谐波对配电网运行造成的潜在危害是巨大的，因此，作为从事电气设备管理维护工作的工程技术人员，应该清楚认识到谐波治理问题的重要性，在实际工作中加强谐波治理方面的工作，最大程度上降低高次谐波的危害性。
参考文献
[1]田长虹.对电网谐波的探讨[J].电气时代，2004（12）
[2]罗安，涂春鸣.电网谐波分析与滤除系统的研制[J].南工业大学学报（自然科学版），2001（06）
[3]何蓝图.电网谐波抑制技术措施[J].大众用电，2008（08）
[4]赵迹.浅谈电网谐波的产生及抑制[J].应用能源技术，2010（04）
[5]史哲.电网谐波的危害及治理方法[J].科技创新导报，2011（17）