電力、電網諧波的危害
隨著科技的不斷進步，全球工業化的進程不斷加快，對各種原材料的需求也不斷增大，特彆是鋼材的需求量正以十分迅猛的速度增長。在2004年中國鋼材產量達2.7億噸。成為世界上**大鋼材生產國家，中國的鋼材廠家也不斷在發展壯大，而鋼廠的主要設備是由電弧煉鋼爐、變頻煉鋼爐和直流電動機等組成。從它的構成的原則就決定了這是占據大量功率及產生大量諧波的設備裝置。無功功率的增大及諧波的發生直接對電力係統造成嚴重汙染。
一、無功功率的影響：
1、設備及線路損耗增大。無功功率的增加使總電流增大，使設備及線路損耗增加，用電量增加是顯而易見的。
2、增大設備容量。無功功率的增加會導致電流和視在功率的增大，從而使發電機、變壓器、用電設備的容量和導線容量增加，同時，電力用戶的起動及控製設備、測量儀表尺寸和規格也加大，增加了基建的投入。
3、線路的電壓降增大，如果是衝擊性無功功率負載，還會使電壓產生劇烈波動，使供電質量降低，影響其它設備的正常運行。
二、諧波的危害：
1、諧波使公用電網係統下設備元件產生了附加諧波損耗，降低了發電，輸電及用電設備的效率（導致用電量大增加），大量的3次以上的諧波流過中性線路時，會使線路過熱損壞甚至發生火災。
2、諧波影響各種電氣設備的正常工作，諧波對電機的影響除了引起附加損耗外，還會引起機械振動、噪聲增加和過電壓；使變壓器局部，電容器、電纜等設備發熱。加速設備絕緣老化、減少使用壽命以至設備損壞報廢。
3、諧波的發生還會引起公用電網中局部的並聯諧振或串聯諧振，從而進一步引起諧波放大，使上述的危害大大增加。甚至還會引起嚴重電力事故。
4、諧波還會影響電氣線路中的保護元件，繼電器、自動係統裝置的誤操作，電氣測量儀表不準確等等。
5、諧波在注入電網係統後會對鄰近的通信信號產生乾擾，影響一定範圍的通話質量。觸發電話鈴響，甚至在極端情況下，威脅通信設備和人員的**。
綜上所述。無功功率增大和諧波放大對供電部門和用戶自身都造成極大的危害和損失，國家對諧波的治理製定了相應的控製標準《電能質量－公用電網諧波》（GB／T14549－93），隻有在國家允許的諧波含有量下供電部門才能對其正常供電。諧波含量超過國家標準所允許值的用電戶，供電部門對其采取經濟罰款和停止供電等措施。
針對冶煉行業的實際問題，一些冶煉廠家的基本目的是提高係統的功率因數采用安裝無功補償屏方法，通過對無功功率的調整，使用補償電容器對其進行補償以達到功率因數。無功補償屏是結構簡單、經濟優惠的特點，但本身存在較嚴重的缺陷：
1、產生的諧波電流直接疊加在電容器的基波電流上，使電容器電流有效值變大，本身的溫升增高，甚至引起過熱，而對電容器燒毀。
2、產生的諧波電壓直接疊加在電容器的基波電壓上，使電容器電壓峰值大大增加，諧波還使電容器在運行中發生的局部放電不能完成，這往往是使電容器*易損壞的主要原因。
3、因為使用的電容器中有可能與係統中發生諧振將諧波放大，這也是*大的危害，不僅對電容器本身造成損壞，嚴重時候還可能危及電網中的各類電氣設備、破環電網的正常使用。
直接采用電容補償的方法確實可以提高功率因數，減少無功損耗的優點，但對諧波治理卻冇有起到更好的作用，甚至有時與電網諧振點發生諧振而產生諧波放大（導致用電量大大增加）。在這樣的基礎下上海坤友電氣有限公司研究開發出的KYLB濾波補償裝置彌補了電容器補償屏的不足，且結構簡單、經濟高效。
KYLB濾波補償裝置主要是由單調濾波器對諧波的抑製，而一個單調濾波器是由電容器、電抗器和電阻器等組成。電抗器的電感值選擇與電容器在某次諧波頻率上產生串聯諧振，形成低阻抗電路，該諧波電流大部份流入濾波器。對於基波頻率，濾波器仍同電容器一樣向係統提供功率因數補償，這也是一個傳統意義的電容器組。綜上所述，供電係統接入消諧濾波補償裝置後可以做到一舉三得。
1、濾除係統高次諧波，減少由諧波所產生的一切噪聲乾擾和設備線路損耗，節省電能10％～30％左右。
2、同時對功率因數進行補償，使功率因數達到理想要求0.95以上（COSφ≥0.95）
3、安裝KYLB濾波補償裝置不僅同時起到濾除高次諧波、提高功率因數。而且KYLB濾波補償裝置的增加投入維護也很少，這樣既節約成本又減少耗電能。
三、KYLB濾波補償裝置的經濟分析
以負載為500KW的鑄鋼車間為例，冇有安裝補償屏或消諧濾波補償裝置的鑄鋼車間一般功率因數都在（COSφ＝0.6～0.7）之間，按負載率運行90％計算。
有功功率P＝500×90％＝450KW
視在功率S＝640KVA
每月計算設備運行22天，每天工作12小時。
每月設備的耗電能：640×22×12＝168960（度）
每月交納的電費費用：以現在每度電費價格為0.6元計算。168960×0.6＝101，376（元）
根據水電部和國家物價局頒布《功率因數調整電費辦法》規定；按0.9為標準的功率因數調整電費標準規定功率因數為（COSφ＝0.7）時月電費追加10％，功率因數為（COSφ≥0.95）時月電費下調0.75％。
實際功率因數為（COSφ＝0.7）時500KW設備實際所交納電費費用為：
101376＋101376×10％＝111，513.6元。
投入KYLB濾波補償裝置後把鑄造車間的功率因數補償到0.95以上（COSφ≥0.95），同時也對係統針對性的3、5、7、11、13次等各次諧波抑製到國家標準諧波GB／T14549－93《電能質量、公用電網諧波》所規定的諧波量值以下，達到電力部門諧波管理的驗收標準。避免供電部門對因用戶注入公用電網的諧波量不合格而限製用電、斷電的可能，減少由限製用電、斷電而避免的不必要經濟損失。
安裝KYLB濾波補償裝置不僅濾除諧波，還能對其功率因數進行補償在功率因數補償上後還能節約一塊電能損耗的經濟費用，還是以負載為500KW的鑄鋼車間為例把功率因數提高到（COSφ＝0.95）為標準，節約的電能損耗費用如下：
有功功率P＝450KW
無功功率Q＝148KVAR
視在功率S＝475KVA
每月計算設備運行22天，每天工作12小時。
每月設備的耗電能：475×22×12＝125400（度）
每月交納的電費費用：以現在每度電費價格為0.6元計算。125400×0.6＝75，240（元）
根據水電部和國家物價局頒布《功率因數調整電費辦法》規定；按0.9為標準的功率因數調整電費標準規定功率因數為（COSφ＝0.7）時月電費追加10％，功率因數為（COSφ≥0.95）時月電費下調0.75％。
實際功率因數為（COSφ＝0.95）時500KW設備實際所交納電費費用為：
75240－75240×0.75％＝74，675.7
所以安裝了一套KYLB濾波補償裝置這500KW的鑄鋼車間每月能節省電費支出：
111，513.6－74，675.7＝36，837.9（元）
如果500KW負載無功補償屏一套設備售價要7萬元左右，而KYLB濾波補償裝置一套設備售價隻需10萬元左右，正常情況下半年就可以返回設備成本。本設備免維護強，投入運行後維護費用基本是零支出。設備使用壽命長，正常運行下設備壽命達20年。
而使用無功補償屏雖然能達到國家功率因數標準，但諧波造成的損耗無法降低，還是會造成一定的經濟損失。
實踐證明，使用KYLB濾波補償裝置比使用無功補償屏節約電能20％，減少電費費用。
四、商業區、商場、寫字樓、辦公樓等設施的諧波危害同樣巨大，主要產生諧波的設備和裝置有：
1.整流器和整流設備；
2.影視設備：TV、TV監視器等；
3.計算機；
4.複印機：含圖象複印機；
5.打印機；
6.傳真機；
7.UPS電源係統；
8.電子控製照明裝置（如調光、電子熒火燈鎮流器等）；
9.電梯；
10.空調（尤其是變頻調速裝置）；
11.焊機設備；
12.微波爐；
13.開關模式電源（SMPS）；
14.磁性鐵芯設備；
計算機產生以3次、5次和7次諧波為主的諧波，而筆記本便攜式計算機則產生的諧波頻譜更加廣泛。
複印機產生以3、5、7、9、11、13次諧波為主的諧波。
可變頻驅動裝置則產生以5、7次諧波*為明顯。
三相供電有六個脈衝橋式可控矽整流器的UPS電源，則冇有3次諧波，而5、7次諧波則*為顯著。三相供電有十二個脈衝可控矽整流器時，那麼11、13次諧波則*為顯著。而單相供電的UPS電源則以3次諧波為主。
諧波的危害與影響：
1.造成電網電壓的嚴重畸變（用電量大大增加）；
2.電纜電線過熱，絕緣老化加速，易損壞並導致線間短路和接地故障引起電氣火災和人身電擊事故；
3.變壓器和馬達的過熱，損壞甚至於燒毀；
4.補償功率因數的電容器過熱，易損壞，壽命短；
5.供電係統損耗增加；
6.係統的功率因數降低；
7.斷路器及漏電保護裝置、接觸器、熱繼電器等電氣保護元件過熱，失靈，誤動作，接地保護裝置功能失常；
8.中性線過負荷、發熱，甚至於燒毀、著火；
9.過零噪音；
10.集膚效應顯著；
11.計算機死機，鎖住；
12.浪費係統容量，降低保護功能；
13.通訊與影像設備失誤；
14.給供電係統帶來難題；
15.對多租戶大型商用辦公大樓配電係統的諧波治理問題糾紛越來越突出。（其原因有二：其一，辦公設備效率，節能以及調速驅動（ASD），高效熒光照明和電子設備等，引起係統的諧波畸變水平不斷升高；其二，由於這種係統的多用戶特點和諧波源的小功率，分散性特征帶來責任區分上的困難，因此，當諧波問題發生時，容易引起供用電各方之間的糾紛）；
16.醫療設備誤動作，帶來醫療事故，甚至於電源係統遭到破壞；
17.機場難以正常運行，國防設施受到影響；
18.金融、證券交易中心，電源誤動作，失靈，停電，將會造成重大經濟損失；
19.地鐵、輕軌、電氣機車、停電、停運造成交通事故。從國外的電能質量分析比如英國電源質量問題出現的頻率統計：方麵諧波對地泄漏電流電壓擾動
發生頻率高中低高中低高中低
商業的71％，20％，9％，20％，31％，49％，51％，27％，22％
公共事業的60％，20％，20％，31％，31％，39％，31％，49％，20％，
60％，31％，9％，40％，31％，29％，40％，31％，29％
高：一年造成的停機事故在12次以上；
中：一年造成的停機事故在2－12次之間；
低：一年造成的停機事故在1次以下；
從表中可以看出諧波造成停機事故頻率很高，在所有三個方麵每年事故的報告在12次以上的均在60％以上，而每年至少1次事故的報告為80％以上。
