电能质量之波形畸变与电力谐波

电能质量：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变与谐波、电压暂降与短时间中断等。

电力谐波：任何周期性的畸变波形都可用正弦波形的和表示，其中，频率为基波频率整数倍的分量称为谐波(如我国电力系统的工频为50Hz，则基波为50Hz，二次谐波为100Hz，三次谐波为150Hz等)，频率为基波频率整数倍的分量称为谐波，而一系列正弦波形的和称为傅里叶级数。

谐波源：传统电力系统中的主要谐波源是电力变压器，当代电力系统中的主要的谐波源——非线性电力电子装置。

危害：

1)系统角度，谐波会导致一些不正常现象：一是超高压长线上，谐波电流若较大，潜供电弧熄灭会被延缓，单相重合闸可能会失败，扩大事故，消弧线圈接地的系统中同样存在这个问题;二是谐波分量较大的时候，可能引起保护误动或拒动，如零序三次谐波过大，可能引起接地保护误动;三是计量和测量误差，尤其对过零检测相位的表计来说，更为严重。

2)谐波引起设备的附加损耗，降低效率。

3)加速绝缘老化，很大缩短设备寿命。

4)可能产生局部的串联或并联谐振，并放大谐波水平。

5)谐波对通信系统的干扰。

控制措施：

电力谐波的**或减缓措施通常可分为预防性措施和补偿性措施。

预防性措施：

1)供电设备如电容器、变压器、发电机等在设计、制造、规划、配置等方面采取减少谐波的措施;

2)通过增加整流器的脉动数或采用可控整流限制电力谐波的主要来源整流器的谐波。

补偿性措施：

1)滤波器的应用;

2)改变馈线参数，采用馈电线重构或电容器改变安装位置等避免谐振。

无源电力滤波器：对于大容量的谐波滤除工程，往往采用若干组单调谐滤波器(或者双调谐)与一组(或多组)高通滤波器配合使用的方案。

有源滤波技术(APF)作为一种新型的谐波治理技术，与无源滤波技术相比，优势主要表现在以下几个方面：

实现动态补偿，可对频率和大小均变化的无功功率进行补偿，响应速度快;

有源滤波装置是一个高阻抗电流源，它的接入对系统阻抗不会产生影响，因此此类装置适合系列化，规模化生产;

当电网结构发生变化时装置受电网阻抗的影响不大，不存在谐振的危险;

补偿无功功率时不需要储能元件，补偿谐波时所需要的储能元件不大;

用同一台装置可同时补偿多次谐波电流和非整数倍次的谐波电流;

当线路中的谐波电流突然增大时有源滤波器不会发生过载，并能正常发挥作用;

装置可以*输出所需要补偿的高次谐波电流，不输出基波无功功率。

有源滤波和无源滤波由于各自优势(无源成本低，有源成本高，动态补偿效果好)，很多场合是混合使用的。

上海一德电气科技有限公司的有源滤波器采用模块化结构，功率电路或控制电路集成为模块(插件)结构，在实现标准化生产的同时提高了产品的可靠性和可维护性。