1. 何謂諧波？

在供電系統(tǒng)中諧波產(chǎn)生的直接原因是因為離散系統(tǒng)負(fù)荷引發(fā)。當(dāng)電流量流經(jīng)負(fù)荷時，與所加的電流不呈線性相關(guān)，就形成非正弦電流量，即電源電路中有諧波產(chǎn)生。諧波頻段是基波頻段的整倍率，根據(jù)德國數(shù)學(xué)家傅立葉(M．Fourier)分析原理證明，任何重復(fù)的波形圖都可以轉(zhuǎn)化為帶有基波頻段和上述為基波倍率的諧波的正弦波份量。諧波是正弦波，每個諧波都具有不同的頻段，頻率與相角。諧波可以區(qū)分為偶次與奇次性，第3、5、7次偏號的為奇次諧波，而2、4、6、8等為偶次諧波，如基波為50赫茲時，2次諧波為l00Hz，3次諧波則是250赫茲。一般地講，奇次諧波引起的傷害比偶次諧波更多更大。在平衡的三相電系統(tǒng)中，因為對應(yīng)點關(guān)系，偶次諧波已經(jīng)被消除了，只有奇次諧波存在。對于三相電整流負(fù)荷，出現(xiàn)的諧波電流是6n±1次諧波，比如5、7、11、13、17、19等，軟啟動主要產(chǎn)生5、7次諧波。

“諧波”一詞源于聲學(xué)。有關(guān)諧波的數(shù)學(xué)分析在18時代和19時代已經(jīng)打下基礎(chǔ)了良好的基礎(chǔ)。傅里葉等人明確提出的諧波分析方法迄今為止仍被市場應(yīng)用。供電系統(tǒng)的諧波問題距今20時代20年代和30年代就引起了人們的注意。那時候在德國，因為使用靜止不動汞弧變流器而造成了電流、電流量波形圖的畸變。1945年J.C.Read發(fā)布的有關(guān)變流器諧波的文獻綜述是初期有關(guān)諧波探討的經(jīng)典文獻綜述。

到了50年代和60年代，因為高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展，發(fā)布了有關(guān)變流器引起供電系統(tǒng)諧波問題的大量文獻綜述。70年代至今，因為電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種電力工程電子裝置在供電系統(tǒng)、工農(nóng)業(yè)、交通運輸及家庭中的應(yīng)用日漸廣泛，諧波所造成的傷害也日趨嚴(yán)重。世界各地都對諧波問題給予完全和關(guān)注。國際上舉辦了多次有關(guān)諧波問題的學(xué)術(shù)會，不少國家和國際學(xué)術(shù)研究組織都擬定了限制供電系統(tǒng)諧波和用電量設(shè)備諧波的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

諧波探討的含義，公德意味著諧波的危害十分嚴(yán)重。諧波使動能的生產(chǎn)、傳輸數(shù)據(jù)和利用的速率降低，使配電設(shè)備超溫、產(chǎn)生震動和的噪音，并使絕緣層脆化，使用期減短，甚至發(fā)生常見故障或損壞。諧波可引起供電系統(tǒng)部分并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量調(diào)大，造成電容等設(shè)備損壞。諧波還會引起繼電保護和保護裝置誤動作，使動能記量出現(xiàn)錯亂。對于供電系統(tǒng)外界，諧波對通訊設(shè)備和通訊設(shè)備會產(chǎn)生嚴(yán)重干撓。

2. 諧波抑止

為解決電力工程電子裝置和其他諧波源的諧波污染問題，思路有多條：一條是掛設(shè)諧波賠償裝制來賠償諧波，這對各種諧波源都是適用的；另一條是對電力工程電子裝置自身進行改建，使其不產(chǎn)生諧波，且功率因素可控制為1，這當(dāng)然只適用作為主要諧波源的電力工程電子裝置。

掛設(shè)諧波賠償裝制的傳統(tǒng)方法就是采用LC調(diào)諧濾波器。這種方法既可賠償諧波，又可賠償無功功率，而且結(jié)構(gòu)簡單，一直被廣泛使用。這種方法的主要短處是賠償特點受電力網(wǎng)特性阻抗和運作情況影響，易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，造成諧波調(diào)大，使LC濾波器過壓甚至損壞。除此以外，它只能賠償固定頻段的諧波，賠償效果也不甚理想化。

3. 無功補償

人們對有功功率的理解好容易，我們要深刻認(rèn)識無功功率卻并不是信手拈來的。在正弦電源電路中，無功功率的定義是清楚的，而在帶有諧波時，迄今為止尚未獲得堪稱的無功功率界定。但是，對無功功率這一定義的重要性，對無功補償重要性的認(rèn)識，確是相同的。無功補償應(yīng)含有對基波無功功率補償和對諧波無功功率的賠償。

無功功率對供配電系統(tǒng)和負(fù)載的運作都是十分重要的。供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部件的特性阻抗主要是電理性的。因此，粗略說，為了輸送機有功功率，就要求送電端和受電web端電流有個相位差，這在相當(dāng)寬的范圍之內(nèi)可以實現(xiàn)；而為了輸送機無功功率，則要求兩端電壓有一副值差，這只能在太窄的范圍之內(nèi)實現(xiàn)。不僅大部分網(wǎng)絡(luò)部件耗費無功功率，大部分負(fù)荷也需要耗費無功功率。網(wǎng)絡(luò)部件和負(fù)荷所需要的無功功率必須從網(wǎng)絡(luò)中某個地方獲得。顯而易見，這些無功功率如果都要由發(fā)電機組提供并經(jīng)過長距離傳輸是不科學(xué)的，通常也是不可能的。合理的方法應(yīng)是在需要耗費無功功率的地方產(chǎn)生無功功率，這就是無功補償。

無功補償?shù)淖饔弥饕卸喾矫妫?

（1）提升供用電系統(tǒng)及負(fù)荷的功率因素，降低設(shè)備容積，降低輸出功率耗損。

（2）穩(wěn)定受電端及電力網(wǎng)的電流，提升供電系統(tǒng)質(zhì)量。在長距離電力線中合適的地方設(shè)置動態(tài)無功補償裝制還可以改進輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提升輸電能力。

（3）在電器化鐵道等三相負(fù)載不平衡的場所，通過適度的無功襝可以平衡三相電的有功及無功負(fù)荷。

造成電纜、電動機和變壓器過熱，導(dǎo)致其使用壽命下降或損壞；

引發(fā)斷路器誤動作，區(qū)域性停電事故；

造成電容器過載或因故障而損毀；

導(dǎo)致中性線上出現(xiàn)大電流而引發(fā)系統(tǒng)故障；

誘發(fā)電網(wǎng)諧振；

電網(wǎng)中存在的諧波將降低供電效率；

如諧波污染等級過高，將得不到供電部門的入網(wǎng)批準(zhǔn)。

傳統(tǒng)L/C濾波器只能消除特定的幾次諧波,而對其他的某次諧波則會產(chǎn)生放大作用。而且電容器容值會隨著時間、環(huán)境發(fā)生變化，導(dǎo)致與系統(tǒng)發(fā)生 諧振，造成電容器設(shè)備損壞，影響配電系統(tǒng)正常運行。（文章采集自康潤電氣，如涉及版權(quán)問題請聯(lián)系我們刪除）