怎樣制定諧波治理方案

諧波治理是電能質(zhì)量控制的一項(xiàng)重要內(nèi)容，諧波治理就是減小負(fù)載向電網(wǎng)注入的諧波電流。諧波治理主要有三個(gè)目的：

1) 預(yù)防或解決諧波導(dǎo)致的某些危害，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行;

2) 要滿足電力公司提出的諧波電流發(fā)射限制要求;

3) 使設(shè)備的諧波電流發(fā)射滿足特定標(biāo)準(zhǔn)，例如GB17625的要求。

諧波治理的目的不同，所采取的技術(shù)方案也不同。針對(duì)一個(gè)諧波問題，往往可以提出幾個(gè)方案，但是會(huì)有一個(gè)方案具有最高性價(jià)比，也就是既能夠達(dá)到預(yù)定的目的，又具有最低的成本。

無(wú)論諧波治理的最終目的是什么，其本質(zhì)就是減小負(fù)載(可能是一組負(fù)載)向電網(wǎng)注入的諧波電流，也就是使電流波形盡量畸變小，如圖1所示，因?yàn)橹C波電流是諧波問題的根源，雖然在有些場(chǎng)合諧波治理的目標(biāo)是保證電網(wǎng)的電壓畸變率滿足特定數(shù)值，但是最終仍然落實(shí)到諧波電流的控制上。。只不過，針對(duì)不同的目的，控制諧波電流的位置不同。下面通過幾個(gè)例子說(shuō)明這層意思。

例一：如果中頻爐工作時(shí)，對(duì)鄰近的儀表形成干擾，諧波電流的控制點(diǎn)就要選擇在中頻爐的電源入線處，防止中頻爐的諧波電流通過電源線發(fā)射到電網(wǎng)上，對(duì)鄰近的設(shè)備形成干擾;

例二：電網(wǎng)的負(fù)荷大部分是變頻器(非線性負(fù)載)，導(dǎo)致保護(hù)器誤動(dòng)作(意外跳閘)，諧波電流的控制點(diǎn)就應(yīng)該選擇在保護(hù)器的下游，而不是保護(hù)器的上游;

例三：工廠進(jìn)行電機(jī)節(jié)電改造，安裝了一些變頻器，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償柜頻繁燒毀，這時(shí)需要在無(wú)功補(bǔ)償柜的下游進(jìn)行諧波治理;

例四：中頻爐工作時(shí)，電纜發(fā)熱、振動(dòng)嚴(yán)重，這時(shí)與例一的情況相同，在中頻爐的電源入口處進(jìn)行治理。

電網(wǎng)的諧波限制標(biāo)準(zhǔn)GB14549標(biāo)準(zhǔn)
　　
這是針對(duì)電網(wǎng)提出的諧波限制標(biāo)準(zhǔn)。主要是電力公司使用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)企業(yè)接入電網(wǎng)的位置的諧波電流和諧波電壓進(jìn)行了限制，諧波電流的限制值如圖1所示。

圖1 諧波治理的本質(zhì)減小電流的畸變率

無(wú)論什么情況，諧波治理的最佳位置是在非線性負(fù)載的電源入口，這樣相當(dāng)于將非線性負(fù)載轉(zhuǎn)變成了線性負(fù)載，諧波導(dǎo)致的一切問題都迎刃而解。由于消除了諧波源，原來(lái)的配電系統(tǒng)就像工作在傳統(tǒng)的線性負(fù)載條件下，沒有任何隱患。作為設(shè)計(jì)人員，無(wú)論進(jìn)行配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，還是進(jìn)行制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，都可以按照傳統(tǒng)的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不用考慮諧波帶來(lái)的種種風(fēng)險(xiǎn)。大部分發(fā)達(dá)國(guó)家按照這個(gè)策略開展諧波治理。達(dá)到這個(gè)目的的管理措施就是，在采購(gòu)設(shè)備時(shí)，提出滿足GB17625標(biāo)準(zhǔn)，或者THID8%，的要求。

雖然在非線性負(fù)載的電源入線端治理諧波是最好的方案，但是這種方案可能成本較高，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)情況，可以采用靈活的方案。

通常，可以將就地諧波治理與集中諧波治理結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)性價(jià)比高的方案，如圖2所示。圖2中，對(duì)于功率較大的諧波源負(fù)載(例如中頻爐、變頻器等)，采用了HTHF諧波濾波器進(jìn)行就地諧波治理，減小向電網(wǎng)注入的諧波電流。對(duì)于功率較小，比較分散的非線性負(fù)載，在母線上統(tǒng)一治理?？梢圆捎肞SW有源濾波器，也可以采用無(wú)源濾波器。

圖2 設(shè)備級(jí)諧波濾波器和母線級(jí)諧波濾波器

根據(jù)不同的治理目標(biāo)，可以采取不同方案，做一總結(jié)如表1所示：

表1：諧波治理方案的選擇

要獲得一個(gè)最高性價(jià)比的方案，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的諧波治理專家進(jìn)行進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，并且有適宜的產(chǎn)品做為保障，典型的做法是對(duì)于大功率的諧波源，在諧波源處治理，對(duì)于小功率的負(fù)載，可以在母線上統(tǒng)一治理。航天科工集團(tuán)706所在電磁干擾控制和電能質(zhì)量控制方面有20余年的經(jīng)驗(yàn)，并有HTHF諧波濾波器為代表的系列產(chǎn)品，能夠提供最高性價(jià)比的解決方案。