怎樣制定諧波治理方案

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

1) 預防或解決諧波導致的某些危害，保證系統的正常運行;

2) 要滿(mǎn)足電力公司提出的諧波電流發(fā)射限制要求;

3) 使設備的諧波電流發(fā)射滿(mǎn)足特定標準，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。針對一個(gè)諧波問(wèn)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?xún)r(jià)比，也就是既能夠達到預定的目的，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)就是減小負載(可能是一組負載)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，因為諧波電流是諧波問(wèn)題的根源，雖然在有些場(chǎng)合諧波治理的目標是保證電網(wǎng)的電壓畸變率滿(mǎn)足特定數值，但是最終仍然落實(shí)到諧波電流的控制上。。只不過(guò)，針對不同的目的，控制諧波電流的位置不同。下面通過(guò)幾個(gè)例子說(shuō)明這層意思。

例一：如果中頻爐工作時(shí)，對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(xiàn)處，防止中頻爐的諧波電流通過(guò)電源線(xiàn)發(fā)射到電網(wǎng)上，對鄰近的設備形成干擾;

例二：電網(wǎng)的負荷大部分是變頻器(非線(xiàn)性負載)，導致保護器誤動(dòng)作(意外跳閘)，諧波電流的控制點(diǎn)就應該選擇在保護器的下游，而不是保護器的上游;

例三：工廠(chǎng)進(jìn)行電機節電改造，安裝了一些變頻器，結果發(fā)現無(wú)功補償柜頻繁燒毀，這時(shí)需要在無(wú)功補償柜的下游進(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)的諧波限制標準GB14549標準
　　
這是針對電網(wǎng)提出的諧波限制標準。主要是電力公司使用這個(gè)標準。這個(gè)標準對企業(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(xiàn)性負載的電源入口，這樣相當于將非線(xiàn)性負載轉變成了線(xiàn)性負載，諧波導致的一切問(wèn)題都迎刃而解。由于消除了諧波源，原來(lái)的配電系統就像工作在傳統的線(xiàn)性負載條件下，沒(méi)有任何隱患。作為設計人員，無(wú)論進(jìn)行配電系統的設計，還是進(jìn)行制造系統的設計，都可以按照傳統的規范進(jìn)行設計，而不用考慮諧波帶來(lái)的種種風(fēng)險。大部分發(fā)達國家按照這個(gè)策略開(kāi)展諧波治理。達到這個(gè)目的的管理措施就是，在采購設備時(shí)，提出滿(mǎn)足GB17625標準，或者THID8%，的要求。

雖然在非線(xiàn)性負載的電源入線(xiàn)端治理諧波是最好的方案，但是這種方案可能成本較高，根據實(shí)際系統情況，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合起來(lái)，構成一個(gè)性?xún)r(jià)比高的方案，如圖2所示。圖2中，對于功率較大的諧波源負載(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。對于功率較小，比較分散的非線(xiàn)性負載，在母線(xiàn)上統一治理?？梢圆捎肞SW有源濾波器，也可以采用無(wú)源濾波器。

圖2 設備級諧波濾波器和母線(xiàn)級諧波濾波器

根據不同的治理目標，可以采取不同方案，做一總結如表1所示：

表1：諧波治理方案的選擇

要獲得一個(gè)最高性?xún)r(jià)比的方案，需要經(jīng)驗豐富的諧波治理專(zhuān)家進(jìn)行進(jìn)行精心的設計，并且有適宜的產(chǎn)品做為保障，典型的做法是對于大功率的諧波源，在諧波源處治理，對于小功率的負載，可以在母線(xiàn)上統一治理。航天科工集團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，并有HTHF諧波濾波器為代表的系列產(chǎn)品，能夠提供最高性?xún)r(jià)比的解決方案。