摘要：隨著電子設(shè)備的廣泛使用，越來(lái)越多的非線性負(fù)荷，企業(yè)電網(wǎng)的諧波污染問(wèn)題不容忽視。由于諧波的不利影響，電能質(zhì)量惡化，附加損耗增加，電網(wǎng)可靠性降低，影響企業(yè)供電設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至損壞設(shè)備，導(dǎo)致電氣故障。在討論了諧波的產(chǎn)生，然后分析了諧波的危害，然后研究了諧波抑制和檢測(cè)。王金晶，女 ,13/*77-443-/0992 任職于安科瑞電氣股份有限公司廠家總部, 溝通請(qǐng)您Acrel-WangJinJing

關(guān)鍵詞：諧波；檢測(cè)；危害；治理；

1引言

隨著制藥企業(yè)的發(fā)展，各種電力電子設(shè)備在企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，其中整流設(shè)備所占的比例很大。逆變器和DC斬波器所需的DC電源主要來(lái)自整流電路。常用的晶閘管控制整流電路或二極管整流電路是嚴(yán)重的諧波源。雖然電氣設(shè)備的單個(gè)容量很小，但數(shù)量非常大。其中大部分含有開(kāi)關(guān)電源，各種開(kāi)關(guān)電源和變頻器的用量越來(lái)越大。此外，熒光燈產(chǎn)生的諧波使得電源的諧波污染日益突出，諧波電壓和諧波電流導(dǎo)致電源波形嚴(yán)重變形，影響電源的質(zhì)量。

作者：王金晶，女 , 現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司廠家總部 ,13-77 @44*3 /099-2

2.諧波產(chǎn)生的原因

理想的清潔供電系統(tǒng)為用戶提供恒定工作頻率的正弦波電壓。在只包含線性元件（電阻、電感和電容器）的簡(jiǎn)單電路中，流動(dòng)電流與應(yīng)用電壓成正比，流動(dòng)電流為正弦波。在實(shí)際供電系統(tǒng)中，當(dāng)流動(dòng)電流與應(yīng)用電壓之間沒(méi)有線性關(guān)系時(shí)，由于具有非線性阻抗特性的電氣設(shè)備（即非線性負(fù)載）的存在，形成非正弦電流。任何周期性波形都可以分解為一系列基頻正弦波加上基頻整數(shù)倍的重量，統(tǒng)稱(chēng)為諧波。諧波頻率與基波頻率之比(n=fn/f1)稱(chēng)為諧波次數(shù)。例如，基頻為50Hz，二次諧波為100Hz，三次諧波為150Hz。需要注意的是，電力系統(tǒng)中提到的諧波是穩(wěn)態(tài)工頻整數(shù)倍數(shù)的波形，過(guò)壓、欠壓等電網(wǎng)暫態(tài)變化引起的涌流、各種干擾或故障不屬于諧波范疇。

3諧波對(duì)企業(yè)電力系統(tǒng)設(shè)備的影響

電網(wǎng)諧波對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備的影響主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面。

（1）對(duì)于變壓器和電機(jī)，諧波電壓增加了鐵芯渦流的損耗，諧波電流增加了銅損耗，溫度升高，絕緣老化加速，降低了效率和利用率，縮短了使用壽命。

（2）在諧波電壓的作用下，電容器會(huì)產(chǎn)生額外的功率損耗，加速絕緣介質(zhì)的老化。更嚴(yán)重的是，大量的諧波電流可能會(huì)導(dǎo)致電容器和系統(tǒng)其他部件之間的并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，從而增加諧波電流的放大和諧波電壓。這種危險(xiǎn)的諧波過(guò)電壓和過(guò)電流不僅會(huì)損壞電容器超載，還會(huì)損壞與電容器連接的配電電路中的所有線路和設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，70％電容器裝置上發(fā)生了上述諧波故障。

（3）對(duì)于電力電纜和配電線路，諧波電流頻率增加，導(dǎo)線電阻增加，線損增加，發(fā)熱增加，絕緣過(guò)早老化，容易發(fā)生接地短路故障，形成潛在的火災(zāi)隱患。同時(shí)，三次諧波顯著增加了三相平衡負(fù)載的N線電流。

（4）配電電路的諧波電流含量高會(huì)降低斷路器的斷路能力。這是因?yàn)楫?dāng)畸變電流超過(guò)零點(diǎn)時(shí)，電弧電流隨時(shí)間的變化率大于工頻正弦電流，電弧電壓的恢復(fù)速度要快得多，因此電弧很容易重新點(diǎn)燃。事實(shí)表明，空氣電磁斷路器無(wú)法阻止其斷路能力范圍內(nèi)的波形畸變率超過(guò)50％故障電流，還會(huì)導(dǎo)致斷路器損壞。作者：王金晶，女 , 現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司廠家總部 ,13-77 @44*3 /099-2

(5)諧波干擾和損壞電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)和測(cè)量?jī)x表信號(hào)。

4　分析某司供電系統(tǒng)

一個(gè)司用電系統(tǒng)分為6kVⅠ段、6kVⅡ段，每條母線下的主要負(fù)載為異步電機(jī)和動(dòng)力變壓器，也有同步電機(jī)。據(jù)了解，同步電機(jī)與異步電機(jī)不同時(shí)使用。同步電機(jī)主要用于備用（不使用異步電機(jī)時(shí)）。電機(jī)的參數(shù)、數(shù)量和負(fù)載如系統(tǒng)圖所示：王金晶，女 ,13/*77-443-/0992 任職于安科瑞電氣股份有限公司廠家總部, 溝通請(qǐng)您Acrel-WangJinJing

5某司諧波實(shí)際測(cè)試

測(cè)試工具為FULKE43B型電能質(zhì)量分析儀。

測(cè)試對(duì)象為6KVI母線側(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：

測(cè)試對(duì)象為6KVII母線側(cè)。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：

表1、表2中的數(shù)據(jù)表明，諧波電流超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3倍以上。

6.某司的治理方案

并聯(lián)電容器對(duì)諧波電壓*敏感，諧波電壓加速電容器老化，縮短使用壽命。諧波電流會(huì)使電容器過(guò)載，導(dǎo)致不允許的溫升。特別嚴(yán)重的是，當(dāng)電容器組和系統(tǒng)產(chǎn)生并聯(lián)諧振時(shí)，電流迅速增加，開(kāi)關(guān)跳閘，保險(xiǎn)絲熔斷，電容器無(wú)法運(yùn)行。為了避免并聯(lián)諧振，電容器串聯(lián)電抗器。根據(jù)背景諧波次數(shù)選擇其電抗率。當(dāng)電網(wǎng)的背景諧波次數(shù)為5次或更多時(shí)，應(yīng)選擇4.5%~6%；當(dāng)電網(wǎng)背景諧波為3次或3次以上時(shí)，選擇12%。

作者：王金晶，女 , 現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司廠家總部 ,13-77 @44*3 /099-2

6.1　確定電抗率K值

(1)系統(tǒng)中的諧波很少，只有在限制合閘涌流時(shí)才選擇

K=0.5~1%可滿足要求。它嚴(yán)重放大了5次諧波電流，輕微放大了3次諧波電流。

(2)當(dāng)系統(tǒng)中的諧波不容忽視時(shí)，應(yīng)查明供電系統(tǒng)的背景諧波含量，合理確定K值。電抗率的配置應(yīng)使電容器接入處的諧波阻抗呈感性。當(dāng)電網(wǎng)背景諧波為5次或更多時(shí)，應(yīng)配置K=4.5~6%。通常5次諧波*大，7次諧波次之，3次諧波次之。K=4.5~6%通常用于國(guó)內(nèi)外。配置K=6%的電抗器具有良好的抑制五次諧波效果，但3次諧波和諧振點(diǎn)明顯放大為204Hz，5次諧波頻率為250Hz，充裕量大。配置4.5%的電抗器可以輕微放大三次諧波。因此，在抑制五次以上諧波的同時(shí)，減少三次諧波的放大是合適的。其諧振點(diǎn)235Hz與5次諧波之間的間距較小。當(dāng)電網(wǎng)背景諧波為3次或3次以上時(shí)，K=12%的電抗器應(yīng)串聯(lián)。電抗器電容器串聯(lián)電路中，電抗器的感抗XLN與諧波次數(shù)成正比；電容器容抗XCN與諧波次數(shù)成反比。以抑制5次以上諧波。對(duì)于5次以上的諧波器串聯(lián)電路，諧振次數(shù)應(yīng)小于5次。通過(guò)這種方式，對(duì)于5次以上的諧波，電抗器電容器串聯(lián)電路是感性的，消除了并聯(lián)諧振的生成條件；對(duì)于基波，電抗器電容器串聯(lián)電路具有可容性，并保持無(wú)功補(bǔ)償。王金晶，女 ,13/*77-443-/0992 任職于安科瑞電氣股份有限公司廠家總部, 溝通請(qǐng)您Acrel-WangJinJing

6.2　電抗器的安裝位置

無(wú)論是安裝在電源側(cè)還是中性點(diǎn)側(cè)，串聯(lián)電抗器在限制閘門(mén)涌流和抑制諧波方面都是相同的。當(dāng)電抗器安裝在電源側(cè)時(shí)，操作條件苛刻。由于其承受短路電流的沖擊，對(duì)地電壓也較高（相對(duì)于中性點(diǎn)），因此對(duì)動(dòng)熱穩(wěn)定性較高。鐵心電抗器有鐵心飽和的擔(dān)憂。當(dāng)電抗器安裝在中性點(diǎn)側(cè)時(shí)，對(duì)電抗器的要求相對(duì)較低。一般不受短路電流的影響，對(duì)動(dòng)熱穩(wěn)定性沒(méi)有特殊要求，對(duì)地電壓較低?？梢钥闯?，與安裝在電源側(cè)相比，它缺乏電抗器抵抗短路電流沖擊的能力。

7　效益分析

（1）提高電能質(zhì)量。一家公司的電網(wǎng)凈化裝置可以全面提高電能質(zhì)量，過(guò)濾掉電網(wǎng)諧波，補(bǔ)償無(wú)功，防止電網(wǎng)串并聯(lián)諧振，防止電壓波動(dòng)和閃爍，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，降低事故率，降低電氣設(shè)備的維護(hù)成本和時(shí)間。

（2）減少電能損耗。由于諧波電流和無(wú)功電流的補(bǔ)償，減少了變壓器和輸電線路的電流，減少了變壓器和輸電線路的損耗，節(jié)約了能源消耗。

（3）提高了供電能力。諧波補(bǔ)償后，功率因數(shù)從0.8提高到0.94，諧波電流大大降低，幾乎為零，提高了變壓器的供電能力。以及其他氧化物。有機(jī)污染物的氧化分解是通過(guò)在反應(yīng)器中發(fā)生直接電化學(xué)過(guò)程和間接電化學(xué)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。少量臭氧暴露在電催化反應(yīng)器底部，可有效提高反應(yīng)效率。

臭氧催化氧化反應(yīng)塔內(nèi)裝填γ-作為載體的Al2O3粒子，其表面附有Mn、Cu、V和其他過(guò)渡金屬氧化催化劑，臭氧從反應(yīng)器底部和廢水一起進(jìn)入反應(yīng)塔，形成多相催化氧化反應(yīng)系統(tǒng)。系統(tǒng)中的催化劑不會(huì)丟失，臭氧可以在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為?OH，通過(guò)?OH氧化和O3直接氧化可以有效地分解有機(jī)物。

該工藝組合具有很強(qiáng)的氧化能力和良好的協(xié)同作用，為制藥廢水的預(yù)處理提供了有效的手段。臭氧是通過(guò)高壓放電產(chǎn)生的。因此，二級(jí)工藝設(shè)備只消耗電能，處理過(guò)程中無(wú)需添加化學(xué)物質(zhì)，無(wú)二次污染。該設(shè)備可控性好，操作簡(jiǎn)單，特別適用于間隙排放、高鹽度和低pH、難以降解，高濃度制藥廢水預(yù)處理，是一項(xiàng)環(huán)保技術(shù)。

8安科瑞APF有源濾波器產(chǎn)品選型

8.1產(chǎn)品特點(diǎn)

（1）DSP+FPGA控制模式，響應(yīng)時(shí)間短，全數(shù)字控制算法，運(yùn)行穩(wěn)定；

(2)一機(jī)多能，既能補(bǔ)諧波，又能補(bǔ)無(wú)功，可對(duì)2～全額補(bǔ)償或指定特定的次諧波進(jìn)行51次諧波補(bǔ)償；

(3)橋臂過(guò)流保護(hù)、直流過(guò)壓保護(hù)、裝置過(guò)溫保護(hù)等功能完善；

(4)模塊化設(shè)計(jì)，體積小，安裝方便，擴(kuò)展方便；

(5)采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置與控制，使用方便，操作維護(hù)方便；

(6)在輸出端安裝濾波裝置，以減少高頻紋波對(duì)電力系統(tǒng)的影響；

(7)多機(jī)并聯(lián)，達(dá)到較高的電流輸出水平；

(8)擁有獨(dú)立的專(zhuān)利技術(shù)。

8.2型號(hào)說(shuō)明

8.3尺寸說(shuō)明

8.4產(chǎn)品實(shí)物展示

ANAPF有源濾波器

9安科瑞智能電容器產(chǎn)品選型

9.1產(chǎn)品概述

AZC/AZCL系列智能電容器是應(yīng)用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。它由智能測(cè)控單元，晶閘管復(fù)合開(kāi)關(guān)電路，線路保護(hù)單元，兩臺(tái)共補(bǔ)或一臺(tái)分補(bǔ)低壓電力電容器構(gòu)成?？商娲Ｒ?guī)由熔絲、復(fù)合開(kāi)關(guān)或機(jī)械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置。具有體積更小，功耗更低，維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)，可靠性高的特點(diǎn)，適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)母咭蟆?/p>

AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數(shù)、頻率、電容器路數(shù)及投切狀態(tài)、有功功率、無(wú)功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過(guò)內(nèi)部晶閘管復(fù)合開(kāi)關(guān)電路，自動(dòng)尋找*佳投入（切除）點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)過(guò)零投切，具有過(guò)壓保護(hù)、缺相保護(hù)、過(guò)諧保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等保護(hù)功能。

9.2型號(hào)說(shuō)明

AZC系列智能電容器選型：

AZCL系列智能電容器選型：

9.3產(chǎn)品實(shí)物展示

AZC系列智能電容模塊AZCL系列智能電容模塊

安科瑞無(wú)功補(bǔ)償裝置智能電容方案

參考文獻(xiàn)：

[1]翁朝晨.諧波在制藥企業(yè)電網(wǎng)中檢測(cè)與治理[J].醫(yī)藥工程設(shè)計(jì),2011,32(02):58-60.

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版

王金晶，女 ,13/*77-443-/0992 任職于安科瑞電氣股份有限公司廠家總部, 溝通請(qǐng)您Acrel-WangJinJing