电力电子装置的谐波危害及抑制措施

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电力电子装置的谐波危害及抑制措施

作者：邹雪莲

来源：《商情》2015年第42期

【摘要】电力电子设备在能源系统、工业领域、建筑供配电领域等方面的大量应用给电网造成了严重的污染，使电能质量状况急剧恶化，引发的事故和问题也呈上升趋势，并威胁着整个电网的安全运行。认识和分析电力电子装置谐波产生的原因及其危害，探讨综合治理的方法，治理谐波污染，提高电网功率因数已成为电力电子技术中的一个重大的研究课题。本文对谐波的来源及危害进行了分析，并针对谐波的抑制和治理提出了相应的解决措施。

【关键词】谐波，污染，危害，抑制

1.研究背景

电力系统谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起科学家和工程师们的注意。早在19世纪末，当交流电以一种新兴的动力形式出现时，人们就发现了电压、电流的波形畸变问题，并同时对畸变的原理及消除方法等开始研究。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年JCRead发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。

2.电力电子装置中的谐波产生

谐波即对周期性的交流量进行傅里叶分解，得到频率大于一的整数倍基波频率的分量。电网中的谐波主要是由各种大容量功率变换器以及其他非线性负载产生的，其中主要的谐波源是各种电力电子装置，如整流装置、交流调压装置等，这其中，整流装置所占的比例最大，它几乎都是采用带电容滤波的二极管不控整流或晶闸管相控整流，它们产生的谐波污染和消耗的无功功率是众所周知的；除整流装置外，斩波和逆变装置的应用也很多，而其输入直流电源也来自整流装置，因此其谐波问题也很严重，尤其是由直流电压源供电的斩波和逆变装置，其直流电压源大多是由二极管不控整流后经电容滤波得到的，这类装置对电网的谐波污染日益突出。

3.谐波的危害

电网中日益严重的谐波污染常常对设备的工作产生严重的影响，其危害一般表现为：1）谐波电流使输电电缆损耗增大，输电能力降低，绝缘加速老化，泄漏电流增大，严重的甚至引起放电击穿。2）使电动机损耗增大，发热增加，过载能力、寿命和效率降低，甚至造成设备损坏。3）容易使电网与用作补偿电网无功功率的并联电容器发生谐振，造成过电压或过电流，使电容器绝缘老化甚至烧坏。4）谐波电流流过变压器绕组增大附加损耗，使绕组发热，加速绝缘老化，发出噪声。5）使大功率电动机的励磁系统受到干扰而影响正常工作。6）影响电子设备的正常工作，如：使某些电气测量仪表受谐波的影响而造成误差，导致继电保护和自

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