諧波治理的目的與諧波治理方法

隨著非線性負載（變頻器、中頻爐、UPS、開關電源等）的廣泛應用，諧波問題日益突出，諧波治理成為係統設計、係統集成、係統維護中不可缺少的內容。製定一個科學合理的諧波治理方案是解決問題的關鍵。

諧波治理是電能質量控製的一項重要內容，諧波治理就是減小負載向電網注入的諧波電流。

諧波治理主要有三個目的：

1.預防或解決諧波導致的某些危害，保證係統的正常運行；

2.要滿足電力公司提出的諧波電流發射限製要求；

3.使設備的諧波電流發射滿足特定標準，例如GB17625的要求。

諧波治理的目的不同，所采取的技術方案也不同。針對一個諧波問題，往往可以提出幾個方案，但是會有一個方案具有*高性價比，也就是既能夠達到預定的目的，又具有*低的成本。

無論諧波治理的*終目的是什麼，其本質就是減小負載（可能是一組負載）向電網注入的諧波電流，也就是使電流波形儘量畸變小。因為諧波電流是諧波問題的根源，雖然在有些場合諧波治理的目標是保證電網的電壓畸變率滿足特定數值，但是*終仍然落實到諧波電流的控製上。隻不過，針對不同的目的，控製諧波電流的位置不同。下麵通過幾個例子說明這層意思。

例一：如果中頻爐工作時，對鄰近的儀表形成乾擾，諧波電流的控製點就要選擇在中頻爐的電源入線處，防止中頻爐的諧波電流通過電源線發射到電網上，對鄰近的設備形成乾擾。

例二：電網的負荷大部分是變頻器（非線性負載），導致保護器誤動作（意外跳閘），諧波電流的控製點就應該選擇在保護器的下遊，而不是保護器的上遊。

例三：工廠進行電機節電改造，安裝了一些變頻器，結果發現無功補償櫃頻繁燒毀，這時需要在無功補償櫃的下遊進行諧波治理。

例四：中頻爐工作時，電纜發熱、振動嚴重，這時與例一的情況相同，在中頻爐的電源入口處進行治理。

圖1諧波治理的本質減小電流的畸變率

電網的諧波限製標準GB14549標準

這是針對電網提出的諧波限製標準。主要是電力公司使用這個標準。這個標準對企業接入電網的位置的諧波電流和諧波電壓進行了限製。

無論什麼情況，諧波治理的*佳位置是在非線性負載的電源入口，這樣相當於將非線性負載轉變成了線性負載，諧波導致的一切問題都迎刃而解。由於消除了諧波源，原來的配電係統就像工作在傳統的線性負載條件下，冇有任何隱患。

作為設計人員，無論進行配電係統的設計，還是進行製造係統的設計，都可以按照傳統的規範進行設計，而不用考慮諧波帶來的種種風險。大部分發達國家按照這個策略開展諧波治理。達到這個目的的管理措施就是，在采購設備時，提出滿足GB17625標準，或者THID《5％的要求。

雖然在非線性負載的電源入線端治理諧波是*好的方案，但是這種方案可能成本較高，根據實際係統情況，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，構成一個性價比高的方案。對於功率較大的諧波源負載（例如中頻爐、變頻器等），采用KYYLB有源電力濾波器進行就地諧波治理，減小向電網注入的諧波電流。對於功率較小，比較分散的非線性負載，在母線上統一治理。可以采用KYYLB有源電力濾波器，也可以采用KYLB無源濾波裝置。

諧波治理的方案分為三種：

1.就地治理諧波：在諧波源處進行諧波治理

2.母線集中治理：在母線上集中對諧波進行治理

3.就地與集中綜合治理：就地治理與集中治理的結合

諧波就地治理：

諧波治理*穩妥的方法是在產生諧波的非線性負載處進行諧波治理。也就是在非線性負載的電源輸入端安裝一個KYLCF諧波治理模塊，將非線性負載的輸入電流中的諧波成分去掉，這等效成將非線性負載變為線性負載，由此獲得的好處是諧波電流帶來的一切危害都會消失。對於從事係統設計的工程師而言，采用KYLCF諧波治理模塊是*簡單的。因為，由於所有的負荷都相當於線性負荷，在進行線路設計時，可以按照傳統的方法進行設計，包括電纜的截麵積、變壓器容量的確定、繼電保護器的選用等。

在所有諧波源處安裝KYLCF諧波治理模塊會造成係統的成本過高，有時現場的空間條件不允許在每個負荷處安裝KYLCF諧波治理模塊。

諧波集中治理：

集中治理是目前應用*廣泛的方法。傳統上使用這種方法，是因為過去諧波治理的目的主要是保證公共電網的質量，限製注入公共電網的諧波電流，滿足電力公司的要求。

但是現在，諧波電流對企業內部的危害越來越突出。在母線上集中治理，通常不能滿足企業內部對電能質量的要求。因為，在母線上進行諧波治理，雖然保證了企業向公共電網發射的諧波電流不會對電網上的其他用戶造成危害，但是諧波電流在企業內部的電網上的危害絲毫冇有減小。

諧波就地與集中綜合治理：

實際上，比較現實的方案是將就地治理與集中治理結合起來，我們稱為綜合治理。常用的方案是，對於功率較大的諧波源，例如90KW以上功率的變頻器，采用就地治理的方法，其他零散的諧波源負載，統一在母線上集中治理。

上海坤友電氣有限公司針對具體的目標，確定*合理的方案。所謂*合理的方案就是，既能達到目標，又使成本*低，典型的情況如表1所示。

表1：不同的治理目標與方法

要獲得一個*高性價比的方案，需要經驗豐富的諧波治理專家進行進行精心的設計，並且有適宜的產品做為保障，典型的做法是對於大功率的諧波源，在諧波源處治理，對於小功率的負載，可以在母線上統一治理。