我厂谐波的情况及其技术分析
一、谐波概念
在交流电网中，由于有许多非线性电气设备投入运行，基电压、电流波形实际上不是完全的正弦波形，而是不同程度畸变的非正弦波。

非正弦波是周期性电气量，可分解成基波分量和具有基波频率整数倍的谐波分量。

非正弦波的电压或电流有效值等于基波和各次谐波电压或电流有效值和的平方根值。

基波频率为电网频率（工频50赫兹）。

谐波次数（n）是谐波频率与基波频率之比的整数倍。

均称为谐波电压和谐波电流。

二、谐波产生的原因
电力系统中谐波主要是冶金、电气化铁路及其他的换流设备产生的。

它们向公用电网注入谐波电流，在公用电网中产生谐波电压，这些用电设备称为谐波源。

其中尤为严重的谐波源是硅整流、可控硅整流的换流设备和电弧炉、电焊机等非线性设备。

我厂主要是中频感应加热炉和熔化炉。

三、谐波的危害
大量的谐波电流流入电网，在电网阻抗下产生谐波压降，叠加到电网基波上，引起电网电压波形畸变。

随着硅整流、可控硅整流的换流设备、电弧炉、电焊机等各种非线性负荷的增加，大量的谐波电流流入电网，造成电压正弦波形畸变，使电能质量下降，给发供电设备、用户用电设备、用电计量、继电保护带来危害，成为污染电网的公害。

谐波使电网中感性负载造成过电压、容性负载造成过电流，影响用电计量正确度，对安全运行带来危害。

例如，使继电保护误动，引起避雷器、断路器爆炸等；干预电子设备，使计算机误动作，电子设备误触发；使通讯回路、弱电回路产生杂音，甚至造成故障。

为了保证电网的电压波形质量，国家对波形质量标准作出规定，要求电网公共连接点电压正弦波畸变率和用户注入电网的谐波电流不得超过国家标准GB/T14549—93的规定。

四、谐波限值
为保障电网内设备及广大客户的安全、经济运行，在GB/T14549—93《电能质量—公用电网谐波》中规定了公用电网谐波电压限值，见下表所示。

电网电压的谐波电压（相电压）限值
用户注入电网的谐波电流允许值
经对我厂17个配电所工进线和主要的整流设备进行谐波的测量，发现存在很大的谐波分量，测量结果如下表。

从表中可以看出各个配电所都存在严重超标的谐波，有的谐波电流达35A,电压达20KV,造成极大的电能浪费和对电网的影响。

因此应对主要的超标谐波源采取措施，把影响降到最小，这样可以提高功率因数，降低电耗和提高电网的质量。

谐波抑制的主要方法：
将三相桥式电路的脉动数从6提高到12，可消除5，7次谐波。

将多个谐波源接于同一段母线，利用谐波的相互补偿作用也可降低电网谐波含量，当谐波量超出规程允许值或者电网在谐波范围内有谐振时，通常设置单调谐波滤波器吸收特征谐波。

对于13次及以上的谐波，可设置一个高通滤波器。

谐波管理
（1）贯彻“谁干扰，谁污染，谁治理”的原则，并要按要求治理合格。

（2）现有谐波源的管理：应建立和健全客户谐波源的技术档案，包括设备的容量、型式、参数、主接线，有关电容器或滤波器的参数，谐波设计计算值和实测值等。

当谐波源产生的谐波电流或使公共连接点的谐波电压超出标准规定的允许值时，应按就地治理的原则，限期采取措施，否则，供电企业可中止对其供电。

（3）新装或增容的谐波源管理：把好投运关，对具有谐波源的客户在申请用电时，应根据谐波源和系统公用电网参数，进行谐波预测计算，对于超出允许值的客户，需采取限制谐波的措施，与用电设备同时投运，也就是说，对客户工程同时设计、同时施工、同时接入使用。

新设备投运后，进行谐波实测复核，合格者才允
许正式接网运行。

（4）在日常工作中，对有谐波源的客户要定期测量、检查，加强管理力度。

（5）为提高电网电能质量和供电效率，查明电力谐波来源，为对谐波开展有效治理提供依据，有必要将基波电能与谐波电能分别计量，并区别出谐波情况，尽而通过对向电网注入谐波的客户采取惩罚性计费的方式，强制其尽快采取措施，以减小由其注入给电网的电力谐波量，从而保证电网的可靠运行和不损害线性负荷客户的利益。

电力车间 2009-5-7。