低压供电系统谐波分析及治理

常 鹏

延长石油（集团）有限责任公司永坪炼油厂

低压供电系统谐波分析及治理

常 鹏

延长石油（集团）有限责任公司永坪炼油厂

本文主要针对谐波对低压供用电系统带来的电磁干扰和系统污染等问题进行了分析，全面分析了谐波的产生及危害，并对谐波干扰的防范及处理进行了探究，提出了谐波治理方案及解决对策。

谐波；谐波治理；谐波产生；谐波危害

随着现代科技水平的提升，我厂供电系统中也涌入了大量先进的电力电子产品，例如（UPS、EPS、变频器、软启动、计算机等），这些先进的设备在更好了满足生产需要的同时，也给供电系统中引入了大量的非线性负载，这也就使得电力谐波、电压波动和电磁干扰等引起电磁环境和电能质量迅速恶化。

一、谐波的危害

谐波主要由大容量整流或换流设备以及其他非线性负荷产生，表现在供电系统中为：导致电流、电压波形畸变。从而影响供电质量。具体危害如下：

1、据现场反馈，变频器经常出故障，大量的谐波产生对用电设备本身造成了严重损坏，是用电设备发生故障的重要原因。

2、造成电压波动、闪变和三相不平衡等电能质量问题，危害电网安全运行。

3、对保护系统造成电磁干扰，使仪器不能正常的进行检测，从而导致保护设备误动作，使用电设备断电，对设备本身造成损坏，减少设备使用寿命。

4、导致线缆损耗增加，加速了线材的绝缘老化，也增加了变压器的损耗。

5、3次及3次倍数的谐波电流会叠加在中性线上，使零线电流过大。

6、谐波电流引起集肤效应，线损加大，发热增加，加速电缆绝缘老化和缩短电缆使用寿命，也容易发生接地短路和人身事故。

7、谐波使中性线电流显著增加甚至达到相线电流的两到三倍，致使中性线过热、烧毁，甚至导致火灾。

8、谐波电流容易引发局部并联谐振和串联谐振，严重降低供电安全，导致电容柜电容及保护元器件击穿、母排烧毁，给机房安全埋下隐患。

9、谐波电流增加变压器铜损，铁损与杂散损耗，导致负载容量下降，扩容增大了配电房的成本。

10、高精密仪器是电路中很重要的部分，对EMC要求高，谐波干扰了这些仪器正常的数据监测，会对整个电路系统造成危害，甚至会引起整个系统的瘫痪。

二、我厂低压供电系统谐波现状

二联合配电室变频器单回路谐波测试数据（表一）

二联合配电室二催化低压1#进线处测试数据（表二）

通过对我厂电气车间二联合配电室现场实际测试，根据表一、表二所列数据，我们可以清楚的看到在单独的变频器回路中，电流畸变率达到95%以上，在1#进线处的电流畸变率也达到10%，以上数据表明，谐波对我厂的供电质量确实有一定的影响；并且通过测试设备也可以检测到，产生谐波影响的主要为5、7次谐波。

三、谐波治理建议

在配电系统中加装滤波装置进行谐波抵消或吸收，分别是安装有源滤波装置或无缘滤波装置。

滤波装置安装示意图

四、谐波治理后达到的效果

1、降低电流波形畸变率，降低主要此波电流，降低保护装置误动，提高供电质量；

2、降低设备损耗，减缓其绝缘老化；

3、提高变压器使用寿命，降低变压器运行稳定；

4、保证电容补偿装置的使用寿命，提高精密仪表、仪器的精度和稳定性。

五、谐波治理后效益分析

1、减少谐波含量，可以消除谐波击穿无功补偿装置中电容器的威胁，避免系统电路可能会发生的并联谐振而引起事故，保证设备的正常运行。

2、减小流过配电线路的电流有效值，提高功率因数，消除流过配电线路的谐波，从而大大减小线路损耗，降低配电线缆的温升，排除因线路或设备因发热带来的火灾隐患。

3、减少控制设备和继电保护装置误动作或拒动作，提高供电的安全和可靠性。

4、补偿三相电流不平衡，减少变压器和线路的铜损，提高供电质量。