浅谈谐波对高压输电线路的危害及治理措施

浅谈谐波对高压输电线路的危害及治理措施

随着科学技术的快速发展，近年来，一些非线性电力设备得以广泛的应用，这些非线性设备在运行时产生畸变的电流波形，从而形成谐波，因此，在目前谐波问题所造成的影响越来越严重。当产生谐波时，谐波不仅会影响一些电设备的正常使用，同时也会导致一些电力设备损坏，所以谐波问题越来越受到大家的普遍重视。本文对谐波进行说明，同时分析了谐波对高压线的危害，并进一步对如何加强谐波所造成危害的具体措施进行了阐述。

标签：谐波；高压；输电线路

1 谐波概述

所谓谐波是指一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，电力系统所指的谐波是稳态的工频整数倍数的波形，电网暂态变化诸如涌流、各种干扰或故障引起的过压、欠压均不属谐波范畴；谐波与不是工频整倍数的次谐波（频率低于工频基波频率的分量和分数谐波（频率非基波频率整倍数的分数）有定义上的区别。谐波主要由谐波电流源产生：当正弦基波电压施加于非线性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形不同，电流因而发生了畸变，由于负荷与电网相连，故谐波电流注入到电网中，这些设备就成了电力系统的谐波源。系统中的主要谐波源可分为两类：含半导体的非线性元件和含电弧和铁磁非线性设备的谐波源。在国际上在六十年代前后就开始对电力谐波问题开始研究，当时由于电子技术还不是十分发达，所以只是针对高压直流输电技术中变流器所引起的电力谐波问题进行研究。自七十年代以后，由于电子技术的快速发展及广泛的应用，从而导致谐波所产生的危害越来越严重，在这种情况下，电力谐波问题才引起各国的高度重视，从而使一些谐波标准相继制定出来，同时我国也于九十年代初期对公用电网谐波电压和谐波电流的限制值给出了规定的标准。

2 谐波对高压输电线路的危害

2.1 当谐波发生时，可能引起网络并联谐振过电压，在这种情况下，则会影响到电网用电设备的绝缘，严重的可以导致绝缘被击穿，从而使设备无法正常运行。

2.2 在谐波影响下，可能导致系统中的控制、保护和检测装置受到较大的影响，特别是那些依靠相位和频率原理来进行工作的装置，出现保护误动作的可能性增加。

2.3 导致公用电网中电力设备的损耗增加，从而使发电、输电和用电设备的效率降低。

2.4 当畸形电流波形出现时，会导致线路出现过热的情况，如果温度超过线路所能承受的最大值时，则会导致火灾的发生。

2.5 表电电容器等一些具有容性的电气设备在受到谐波影响时可能会发生爆炸和着火的现象，同时一些电缆等具有容性的电气材料也会有过热或是损坏的情况发生。

2.6 加速电介质的老化速度，缩短绝缘的寿命。

2.7 当谐波产生时，邻近的通讯设备及平行线路都会受到不同程度的干扰。

2.8 使接入电网运行的晶闸管不能及时关断，可能造成晶闸管短路而烧毁。

2.9 谐波会引起电网谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器，电网谐振常会使之烧毁。

3 加强谐波危害的治理措施

3.1 重视谐波的危害

无论是电力部位还是电力用户都应该对谐波所产生的危害有一定的意义，这样才能有效的加强对谐波的治理，从而保证电网的安全运行。谐波产生都有一定的位置和原因，所以电力部门在自己所辖的配电网进行测量时，要进么系统的分析，从而准确的确定出谐波产生的原因及具体位置，从而为治理谐波提供有力的基础材料，在测量过程中，对于产生谐波较大的区域，则应长期的设置观测点，从而获得可靠的数据。电力客户也要在平时对电力部门所提供的电力是否满足要求进行有效的监督，并协助电力部门对自己所用使用的用电设备所产生的谐波是否超标进行测量，从而明确谐波的处理措施。

3.2 加强谐波管理

对电网谐波的治理不仅仅是电力部门自己的事情，还需要用户的相互配合。对电网谐波的治理不是一时的事情，这是一项需要长期坚持的一项工作，所以需要在平时加强对电网谐波危害的宣传活动，从而使广大用户对谐波的危害有一个明确的认识，在平时用电时采取必要的措施，从而进一步加强对谐波的治理力度，这样对于电网的供电质量。电能综合利用率及有效的減少电磁污染及延长用户设备的使用寿命都具有极其重要的意义。

3.3 加强高能耗企业的管理

目前产生谐波源较为严重的地方则是一些高能耗的企业生产用电，这是电网的主要谐波源，对电网的安全运行造成严重的影响，所以在运行检测和谐波治理时要针对这部门企业的生产用电加强治理的力度。

3.3.1 加强对用户供电设施设计、设备选型等技术监督工作，根据用户用电方式对谐

波进行分析，指导用户合理安排供电方式，正确选择用电设备。禁止高能耗企业出现无功补偿不足、功率因数偏低的现象，应该采取无功补偿+滤波的技术实施滤波，使无功功率补偿到0.95以上，同时使母线谐波电压、注入系统的谐波电流下降到国家标准允许值以内。

3.3.2 加强对用户谐波的监测力度，在系统中合理装设谐波监测装置，对系统电压、电流定期进行谐波分析，通过谐波监测，加强对用户的用电管理和技术监督，当用户对系统的谐波污染超过国家标准或影响系统正常运行，必要时可通过谐波监测装置采取自动切断电源的方式消除谐波污染。

3.4 采用合理方式对输电线路进行谐波治理

谐波抑制的传统方法就是采用LC滤波器，LC滤波器也称为无源滤波器，是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，除起到滤波的作用外，又可以补偿无功功率，而且结构简单，所以在电力系统中一直被广泛使用。这种方法的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响，易和系统发生并联谐振。导致谐波放大，使LC滤波器过载甚至烧毁。此外，它只能补偿固定频率的谐波，补偿效果不好。当前，谐波抑制的发展趋势是采用有源电力滤波器，有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的电力电子装置。它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，其应用克服了LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法中的缺点。

4 结束语

在当前电子技术的快速发展下，非线性设备的广泛使用所带来的谐波问题日益严重的干扰着电力系统的安全，所以针对当前谐波问题越来越严重的事实，做到受到影响的供电企业、电力用户和设备制造商等需要对此问题进行高度的重视，从而加大对消除谐波危害

的研究力度，从而保证电力系统运行的安全。对谐波进行治理是一项长期艰巨的工作，所以需要各方都行动起来，加强治理的力度，从而有效的保证电网供电的质量，提高电能的利用效率，保证设备的安全和寿命，使电网在一个干净、无污染的环境下安全、稳定、可靠的运行。

参考文献

[1]韩民晓.高压直流输电原理与运行[M].北京：机械工业出版社.

[2]赵畹君.高压直流输电工程技术[Z].

[3]戴熙杰.直流输电基础[Z].

[4]直流输电[Z].浙江大学直流输电科研组.