配电网谐波的危害及治理对策

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谐波对于配电系统的影响,表现在对线路上所配置的保护及测量设备的影响。因这些设备一般采用电磁式继电器、感应继电器元件,容易接受谐波干扰而误动和拒动,系统中存在的不明原因的误动和拒动,与谐波不无关系。所以谐波超标,会严重威胁配电系统的安全稳定运行。

谐波会大大增加电力变压器的铜损和铁损,降低变压器有效出力,谐波导致的噪声,会使变电所的噪声污染指数超标,影响工作人员的身心健康。对于电力电容器,谐波会导致端电压升高,损耗加大,电容器发热,加速老化,从而缩短使用寿命。

配网中使用大量异步电动机,产生的谐波会增加附加损耗。负序谐波产生的负序旋转磁场,会产生制动力矩,影响电动机的有功出力。对断路器而言,无论其构成元件为电磁的、还是热磁的、亦或电子的,都可能受谐波的影响误动。

电能表是评价电能消耗重要而基本的测量工具,是用户缴费的凭证,而谐波可能使电能计量产生较大误差,严重时会导致计量混乱。同样,谐波也是引起录波装置误启动,保护误动和拒动的重要因素。

此外,谐波会通过静电感应、电磁感应以及传导等多种方式耦合进通讯系统,影响它们的正常运行。对于人体,谐波会刺激人体细胞,使正常的细胞膜电位发生快速波动或可逆的翻转,当这种波动或翻转频率接近谐波频率时,会影响人体大脑与心脏。

既然谐波存在多方面的危害,采取必要的有效手段,避免或补偿已产生的谐波,就显得尤为重要。可归纳以下治理措施:

(1)加强标准和相应规范的宣传贯彻。IEC 6100以及国标GB/T 14549-1993,对于谐波定义、测量等进行了宣传,明确谐波治理是一项互惠互利、节能增效,是保证电网和设备安全稳定运行的举措;

(2)主管部门对所辖电网进行系统分析,正确测量,以确定谐波源位置和产生的原因,为谐波治理准备充分的原始材料;在谐波产生起伏较大的地方,可设置长期观察点,收集可靠的数据。对电力用户而言,可以监督供电部门提供的电力是否满足要求;对于供电部门而言,可以评估电力用户的用电设备是否产生了超标的谐波污染。

(3)针对谐波的产生和传播的特点,采取相应的隔离、补偿和减小措施。在配电网中,主要存在的是三次谐波污染,可以在谐波检测的基础上,通过适当加装滤波设备来减小谐波注入电网。对于各种电气设备的设计者,在设计初始,就要考虑其设备的谐波污染度,将谐波限制在标准允许的范围内。

(4) 加强管理,多方出资,共同治理。谐波的治理,需要大量的投资,不能仅仅靠供电部门,要调动电力供需环节中的各个方面,在分清谐波来源基础上,走共同治理之路。

谐波治理是综合治理过程,是改善供电品质的重要手段。GB/T 14549-1993《电能质量—公用电网谐波》对电网各级电压谐波水平进行了量化限制,对用户注入公用电网的谐波电流也进行了相应的规定,在主网、城网中,谐波治理有明确的规定和要求,而日益发展的农村电网对有关谐波的治理并未引起足够的重视,认识还有待提高。

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