隨著企業(yè)現(xiàn)代化建設的進程和節(jié)能降耗技術改造的實施，電力諧波造成的危害已經(jīng)到了不能忽視的程度。電力諧波導致自動控制系統(tǒng)誤動作，變壓器過熱，跳閘，無功補償裝置燒毀，給現(xiàn)代化制造系統(tǒng)帶來了嚴重的危害。

    這主要是因為現(xiàn)代化工業(yè)的核心是計算機控制技術，計算機對電能質量的要求比較嚴格。而企業(yè)節(jié)能降耗改造中大量使用變頻器，變頻器是嚴重的電磁干擾源，特別是它工作時產(chǎn)生的諧波電流，對現(xiàn)代化制造系統(tǒng)的危害十分嚴重，主要體現(xiàn)在：

    繼電保護器誤動作，意外跳閘

    PLC工作異常、儀表讀數(shù)錯誤

    無功補償電容不能投切或者燒毀

    變壓器過熱、噪聲增加

    越來越多的人開始認識到控制諧波的重要性。控制諧波最有效的方法就是使電力電子設備滿足國家標準GB17625，這是一個針對諧波電流發(fā)射的標準。這個標準對電力電子設備的諧波電流提出了明確的規(guī)定，具體數(shù)值如表1所示。這個標準對各次諧波電流都有明確的限制要求，用畸變率表示。某次諧波的畸變率就是該次諧波電流的幅度與基波幅度的比值。

    如果接入電網(wǎng)的設備都滿足GB17625的要求，就可以完全避免諧波導致的各種潛在風險。

    熟悉電能質量領域的人都知道，關于諧波的常用標準是GB14549和IEEE519，這兩個標準與GB17625是什么關系呢？

    簡而言之，GB14549或IEEE519是針對電網(wǎng)提出的諧波限制要求。電力公司使用這個標準來保證公共電網(wǎng)的質量滿足要求。

    GB17625是針對接入電網(wǎng)的設備提出的諧波限制要求，當接入電網(wǎng)的設備滿足這個標準時，就不會對電網(wǎng)造成危害。因此，設備制造商有義務使所制造的設備滿足這個標準的要求，電力公司有權利限制不滿足GB17625的設備接入電網(wǎng)。

    另一方面，設備的采購方有權利要求所采購的設備滿足GB17625，否則，企業(yè)會承受巨大的經(jīng)濟損失。企業(yè)承受的經(jīng)濟損失來自兩個方面。第一，設備在運行時，會對用戶的內部電網(wǎng)產(chǎn)生危害，造成制造系統(tǒng)的故障，降低產(chǎn)量，增加廢品率；第二，設備運行后，企業(yè)不能滿足GB14549的要求，需要對電力公司承擔責任，接受處罰。

    綜上所述，GB14549體現(xiàn)了電力公司與電力用戶之間的責任關系。GB17625體現(xiàn)了設備制造商與設備用戶之間責任關系。

    滿足GB17625是一個挑戰(zhàn)

    企業(yè)在安裝設備時，要考慮設備是否滿足GB17625標準。這對于規(guī)避諧波風險具有重要的意義。因此，凡是向歐美市場出口的設備，必須要滿足各標準的要求。

    治理諧波的方法是使用諧波濾波器。雖然目前廣泛使用的方法是在變頻器的前端安裝電抗器，但是使用電抗器的效果遠達不到GB17625標準的要求。使用不同電抗率的電抗器時，變頻器的諧波電流與GB17625的比較。

    普通的諧波濾波器也不能滿足要求。一方面，這個標準對于諧波的限制比較嚴格，更主要的是，作為設備級的諧波濾波器，必須滿足以下要求：

    1)濾波效果確定：濾波器與特定設備組合起來后，諧波電流發(fā)射必須是確定的，與系統(tǒng)的參數(shù)無關，這樣才能確保設備安裝了濾波器后，滿足特定的要求；

    2)不吸收上游諧波電流：配裝了濾波器的設備可以應用在任何電網(wǎng)環(huán)境中，有些電網(wǎng)會有較大的諧波電壓，設備級的諧波濾波器不允許吸收來自上游的諧波電流，否則，當上游諧波較大時，會導致濾波器過載；

    3)不與系統(tǒng)發(fā)生不良作用：配裝了諧波濾波器的設備可能在任何系統(tǒng)中使用，而任何情況下都不允許與系統(tǒng)之間發(fā)生不良的相互作用，例如于系統(tǒng)發(fā)生諧振，放大諧波電流。

    4)不會導致超前的功率因數(shù)：設備配裝了濾波器，功率因數(shù)要達到0.98以上，不允許出現(xiàn)過大的感性無功功率和容性無功功率。

    普通的陷波電路型的諧波濾波器不能保證滿足要求，因為陷波電路型的諧波濾波器的濾波器效果與系統(tǒng)的阻抗有關，濾波效果不穩(wěn)定。最嚴重的是，陷波電路型的諧波濾波器還可能帶來不良的后果，包括：

    1)吸收上游諧波電流：陷波電路的諧波濾波器為諧波電流提供了一個低阻抗通路，使負載發(fā)出的諧波電流被旁路，而不進入電網(wǎng)。但如果電網(wǎng)上有諧波，也同樣會流過濾波器，導致濾波器過載（損壞）；

    2)與系統(tǒng)發(fā)生不良作用：陷波電路的諧波濾波器并聯(lián)接入電網(wǎng)后，等效為接入了一組電抗器件，它在某些頻率會與系統(tǒng)中的電抗發(fā)生諧振，造成不穩(wěn)定，嚴重時，會導致系統(tǒng)損壞；

    3)導致超前的功率因數(shù)：陷波電路的諧波濾波器發(fā)出較大的容性無功功率，這雖然在某些場合是好事，但是對于大部分電力電子設備，這是不希望的，過大的容性無功功率會導致電網(wǎng)不穩(wěn)定；

    HTHF諧波濾波器為滿足GB17625提供了保證

    航天科工集團第二研究院706所，在20余年軍用電磁兼容技術的基礎上，開發(fā)了HTHF系列諧波濾波器，當與各類6脈整流電路配套時，能夠保證完全滿足GB17625標準的要求。表3是一臺離心式風級的控制柜（內含變頻器）的測試結果。從表中可知，安裝HTHF濾波器后，完全能夠滿足GB17625標準的要求。

    HTHF通用諧波濾波器分為開放式結構和獨立機箱（機柜）結構兩種，開放式結構沒有機箱或機柜，僅有機芯，適合于自備機柜的用戶；獨立機箱（機柜）結構可以在現(xiàn)場單獨擺放，連接簡單。

    結束語

    以變頻器為主的節(jié)電設備的廣泛使用，在預期獲得節(jié)電的效益的同時，要重視諧波電流導致的潛在風險，這種風險體現(xiàn)在三個方面：第一，導致配電系統(tǒng)出現(xiàn)過熱、跳閘、無功補償柜損壞等故障；第二，自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，降低產(chǎn)能，增加廢品；第三，諧波電流發(fā)射超過電力公司的要求，被電力公司處罰或限電。無論哪種風險，都會給企業(yè)造成經(jīng)濟損失，抵消節(jié)電獲得的效益。

    預防這種風險的方法就是，在采購電力電子設備時，要求供貨商所提供的設備在諧波電流方面滿足GB17625。如果設備不能滿足GB17625標準的要求，可以配備HTHF諧波濾波器。

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