关于谐波污染的探讨

　　在过去的几十年里，电力系统中的许多电气设备基本都能在供电质鼹波动相对较大的范围内T.作，这是由j二接入系统的‘非线性设备+H对较少的缘故。随着国家经济的高速发展和人民生活水平的普遍提高，高新产ITL的日新月异+i午多瓤于电力、电产技术的现代化设备大精进入供电网络。在这些新技术、新设备有效地解决了1：作、生活中的实际问题，提高劳动生产率和经济效益的同时，又逐渐成为影响系统电能质量的一个新问题。
　　
　　我们常说工频交流电的三要素：最大值、频率、初相位。电能质量的好坏也正是以电压或电流的幅值、频率、波形等参量与额定值的偏差为主要依据来衡量。如果说以前的电能质量在于系统的供需矛盾、物质技术、系统运行状态、负荷的瞬变性、自然因素如雷电等的影响。那么，近十几年来，这些因素则悄悄的发生了变化。当前，大量非线性负荷在用户中得到普遍使用，如开关电源、公用荧光灯照明、小容量家电、弧焊机、变频器、大容照交商流变换设备等。这些电气设备虽然能很好地解决自身对电能质量的依赖，却又在工作时，从电网中取用非正弦电流，向系统反馈高次谐波，引起系统电压、电流波形的畸变。这类谐波的大量无序注入，会使系统无功功率增大，功率因数降低，导致电能质量变坏，干扰通信线路的正常r作，甚全会损坏电气设备。
　　
　　谐波从负载进入电l/，实际上就是负载将电网中比较纯净的慕波经过整流和滤波后形成的畸变波形（谐波电流）反送吲电网，经电网阻抗，形成谐波电压，导致系统的电压波形产生畸变，加重系统负担，使电能质量受到污染．、就其根本原因，还是由于具有非线性阻抗特性的用电设备（非线性负荷）在工作时吸取谐波电流导致的结果。这种污染足导致变压器、电动机、电缆、线路过热，无功补偿柜故障等现象的主要原因。就同前情况来看，用户所使用的电气设备负荷的性质正在发生较大的变化，负荷侧对电能质量的污染呈显着增长趋势。在过去，负荷的性质基水是电阻性和电感性，系统中的谐波电流较少，而在现代民用、商用建筑物中，负荷中较大一部分是整流电路负荷。这些以电子元器件为主的负荷大都工作在直流状态，需要自身的整流电路来提供供电，小到手机充电器、节能灯、直流继电器，大到复杂的通信设备、科学实验设备、电弧炉等。
　　
　　在常见的三相五线制( TN-S)低压系统中，过半负荷是单相整流电路（如图），产生的谐波电流以三次谐波电流为j．要代表，较高的谐波电流畸变含量决定了线路的损耗将会更大。，依国家制定的节能降耗有关政策，在今后几年里，将逐步淘汰传统的白炽灯，取而代之的是高效、理想的节能灯。，节能灯是利用高频电流发光的电器，先将50Hz的工频交流由整流电路变换成直流，然后用逆变电路将商流电变换成lOkHz以上的高频电，激发气体发光，而节能灯中的整流电路在工作时产生的三次谐波电流会在电气线路L流动，导致诸多危害的出现，其中…个主要危害就是导致中性线电流过大、基波电流在巾比线上是相互抵消的，即当三相负荷平衡刚，中性线上的电流为零。而三次谐波电流在中性线上是叠加的，三相电路中，各相位差互为120。，这正好是谐波电流的周期，各相线上的谐波电流在中性线上汇聚，使得配电变压器的中性线电流甚全会越过相线电流，过火的L}J性线电流又会导致中性线显着过热。这土要是由于趋肤效应的作用，电流的频率越高，电流越向导线表面集中，其表面呈现更大的电流密度，当频率较高的谐波电流流过导线时，导体的有效载流而积小于导线的实际截面积。截面积变小，意味着电阻增大( R=pxUS)，也就意味着会产生更大的热量（O与I2R成正比）、当频率较高的谐波电流流过导体时，导体呈现的电阻比基波电流状态下要大，因此，同样幅度的谐波电流会比基波电流产生更大的热量。
　　
　　在单相电路的过流保护装胃中，大多是限制异常峰值电流可能产生的危害。而单相整流电路输卅的电流波形为脉冲波形，在·定条件下．脉冲波形要取得与正弦波同样的效果，脉冲幅度就必须要高于正弦波的峰值，这对单相电路中通过检测电流异动的过流保护装置来说，误动作可能就难以避免。
　　
　　在处理低压系统中谐波问题时，三次谐波电流需要引起关注。三次谐波电流之所以危害很大，其中主要一点是因为三次谐波电流在中性线上的叠加效应，会导致中性线电流过大。而在现行电气安装规范上，配电室、所的中性线上是不安装过流保护装置的，这又会造成重要设备、叫路在不安全状态F运行。所以，在单相配电线路末端，针对负荷性质，定要按相关规范装设参数合理、性能可靠的过流保护装置。
　　
　　谐波电流不仅影响电能质量，也造成电能浪费，这体现在两个方面：无功功率和电阻损耗。主要是线路的热损耗，也包括变压器的电阻损耗（称为铜损）和铁心的损耗（称为铁损）等，这部分热损耗一定程度上就体现在电度表的有功功率三次谐波电流本身并不会对其他设备产生影响，只有在谐波电流流过系统阻坑时，产生的谐波电压，才对电子设备产生不良影响。主要还是重视程度的问题，只要加以重视和治理，在重要谐波源的位置采取措施消除谐波电流，低压配电系统的正常运行和系统电能质量是可以得到保障的。

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