第八节 怎样确定谐波治理方案

　　谐波治理是电能质量控制的一项重要内容，谐波治理就是减小负载向电网注入的谐波电流。谐波治理主要有三个目的：

　　1) 预防或解决谐波导致的某些危害，保证系统的正常运行;

　　2) 要满足电力公司提出的谐波电流发射限制要求;

　　3) 使设备的谐波电流发射满足特定标准，例如GB17625的要求。

　　谐波治理的目的不同，所采取的技术方案也不同。针对一个谐波问题，往往可以提出几个方案，但是会有一个方案具有最高性价比，也就是既能够达到预定的目的，又具有最低的成本。

　　无论谐波治理的最终目的是什么，其本质就是减小负载(可能是一组负载)向电网注入的谐波电流，也就是使电流波形尽量畸变小，如图1所示，因为谐波电流是谐波问题的根源，虽然在有些场合谐波治理的目标是保证电网的电压畸变率满足特定数值，但是最终仍然落实到谐波电流的控制上。。只不过，针对不同的目的，控制谐波电流的位置不同。下面通过几个例子说明这层意思。

　　例一：如果中频炉工作时，对邻近的仪表形成干扰，谐波电流的控制点就要选择在中频炉的电源入线处，防止中频炉的谐波电流通过电源线发射到电网上，对邻近的设备形成干扰;

　　例二：电网的负荷大部分是变频器(非线性负载)，导致保护器误动作(意外跳闸)，谐波电流的控制点就应该选择在保护器的下游，而不是保护器的上游;

　　例三：工厂进行电机节电改造，安装了一些变频器，结果发现无功补偿柜频繁烧毁，这时需要在无功补偿柜的下游进行谐波治理;

　　例四：中频炉工作时，电缆发热、振动严重，这时与例一的情况相同，在中频炉的电源入口处进行治理。

电网的谐波限制标准GB14549标准

　　这是针对电网提出的谐波限制标准。主要是电力公司使用这个标准。这个标准对企业接入电网的位置的谐波电流和谐波电压进行了限制，谐波电流的限制值如图1所示。

　　图1 谐波治理的本质减小电流的畸变率

　　无论什么情况，谐波治理的最佳位置是在非线性负载的电源入口，这样相当于将非线性负载转变成了线性负载，谐波导致的一切问题都迎刃而解。由于消除了谐波源，原来的配电系统就像工作在传统的线性负载条件下，没有任何隐患。作为设计人员，无论进行配电系统的设计，还是进行制造系统的设计，都可以按照传统的规范进行设计，而不用考虑谐波带来的种种风险。大部分发达国家按照这个策略开展谐波治理。达到这个目的的管理措施就是，在采购设备时，提出满足GB17625标准，或者THID<8%，的要求。

　　虽然在非线性负载的电源入线端治理谐波是最好的方案，但是这种方案可能成本较高，根据实际系统情况，可以采用灵活的方案。

　　通常，可以将就地谐波治理与集中谐波治理结合起来，构成一个性价比高的方案，如图2所示。图2中，对于功率较大的谐波源负载(例如中频炉、变频器等)，采用了HTHF谐波滤波器进行就地谐波治理，减小向电网注入的谐波电流。对于功率较小，比较分散的非线性负载，在母线上统一治理。可以采用PSW有源滤波器，也可以采用无源滤波器。

　　图2 设备级谐波滤波器和母线级谐波滤波器

　　根据不同的治理目标，可以采取不同方案，做一总结如表1所示：

　　表1：谐波治理方案的选择

　　要获得一个最高性价比的方案，需要经验丰富的谐波治理专家进行进行精心的设计，并且有适宜的产品做为保障，典型的做法是对于大功率的谐波源，在谐波源处治理，对于小功率的负载，可以在母线上统一治理。航天科工集团706所在电磁干扰控制和电能质量控制方面有20余年的经验，并有HTHF谐波滤波器为代表的系列产品，能够提供最高性价比的解决方案。