1、晶闸管设备产生谐波的危害与治理一、晶闸管设备产生谐波的原因电网中产生谐波的谐波源主要有变压器、变频器、软启动器、硅整流器，晶闸管整流器等。晶闸管整流器即使在理想状况下运行（即三相交流系统完全对称，直流换流电抗等于零） ，整流变压器二次绕组也会流过全方波电流，与之相对应的一次绕组流过梯形波电流，其电流波形发生畸变。对于三相全控桥 6 脉波整流器，变压器原边及供电线路含有 5、7、11 次谐波电流；如果采用 12 脉波整流器，变压器原边及供电线路含有 11、13、23 次谐波电流。三相交流系统很难完全对称，因而谐波成分会更加复杂，电压与电流波形发生畸变会更严重，此谐波注入电网必将对电气设备造成危害
2、。二、谐波对电气设备的危害1、谐波对供电变压器的影响谐波电流输入供电变压器，将在绕组中产生趋肤效应和邻近效应，铁心磁饱和加剧。谐波电流流过绕组将产生附加损耗（铜损） ，以及与铁心有关的铁损（涡流损耗和磁滞损耗）亦明显增加。变压器损耗增加程度还与绕组接法有关，如高压侧为接法、而低压侧为 Y 形接法时，当输入高频谐波电流时，各奇数倍谐波电流不但不会相互抵消，反而还会叠加，导致中性线电流增大。当该电流返回 Y 形接法的低压侧绕组时，被感应到形接法的高压绕组并形成环流，此环流流过绕组，必将产生额外的损耗，还会使变压器励磁电流增大，功率因数降低。2、谐波对异步电动机的影响电网谐波电流输入异步电动机，将在
3、电动机内部产生附加旋转磁场，并增加附加损耗。该旋转磁场方向与基波的旋转磁场的方向是相同还是相反，取决于谐波的频率。异步电动机运行中常遇到的 5 次谐波，与电动机的旋转磁场是逆向的，它力图使电动机逆向旋转，结果导致电动机输出功率降低，发热增加。高次谐波电流也会在铁芯中产生涡流和磁滞效应，导致电动机运行效率下降，功率因数降低。3、谐波对电容器的影响电网内运行的无功补偿电容器，对高频谐波电压反应敏感，对高次谐波电流又有放大作用，容易造成电容器的过负荷，严重时还会损坏电容器。高次谐波还可以引起系统感抗和电容器容抗之间，因参数匹配而构成并联谐振产生过电压，也可以引起局部串联谐振而造成电容器的损坏。4、谐
4、波对电力电缆的影响电力电缆的分布电容对谐波电流有放大作用，电缆绝缘材料中含有的少量气体被电离，并在电气、机械、物理、化学等因素作用下，因电离而加速绝缘老化的进程，导致电缆绝缘强度下降，泄漏电流增大，介质损耗增加，输送电力容量降低。高频大幅值的谐波电压，还会引起放电和绝缘击穿，使电缆出现永久性故障，久而久之将导致电缆损坏而中断供电。5、谐波对电气仪表和自动控制系统的影响电网内运行的各种电气仪表，都是基于工频正弦波设计而工作的，当高次谐波注入电网后，将对网内运行的感应式测量仪表产生指针摆动，造成电气仪表测量的不准确及电能表计量的误差。高频谐波产生的磁场会出现射频干扰，将造成自动控制系统的误动作。6
5、、谐波对电力线路损耗的影响电网运行正常时，工频电流在导线截面内呈均匀分布状态，当电网存在有谐波时，高频谐波电流将在导线上产生趋肤效应，使导线有效电阻增大。谐波频率越高，趋肤效应越明显，有效电阻也随之增大，引起导线发热而增加电能损耗。7、谐波对晶闸管整流设备的影响晶闸管整流设备是我公司的核心设备，其本身是谐波源，会产生谐波注入电网，常引起触发控制系统的误差，导致控制角位移和电压变化率（dV/dt）增大，若电压变化率过大就会造成晶闸管损坏。三、治理高次谐波的技术措施1、整流变压器用 Y，d（Y/）或 D，g（/Y）接线三相整流变压器采用 Y/接法，硅整流设备的高次谐波电流通过副边绕组时，其中 3
6、的倍数的高次谐波由于三相相位相同，在绕组中形成环流，能量损耗在绕组的电阻上。变压器铁芯中不会产生三次谐波磁通，原边 Y 绕组中就不会感应出 3的倍数的电势和电流。如果采用/Y 接法，副边 Y 绕组中不能流过相位相同的 3 的倍数的高次谐波电流，因而变压器铁芯中出现了 3 的倍数的谐波磁通，原边绕组中感应出 3 的倍数的谐波电势，并在绕组中形成相位一致的环流，能量就损耗在绕组的电阻上。因此，三相整流变压器采用这两种接线，能有效抑制谐波电流注入电网。2、增加整流相数整流设备采用 12 相脉波整流比 6 相脉波整流可减少 5、7、17 次高次谐波。因为整流相数越多，整流后电压和电流和脉动系数越小，高
7、次谐波的含量也就越少。采用 6 相整流时，出现 5 次谐波电流为基波电流的 18.5；而采用 12 相整流时，出现 5 次谐波电流只为基波电流的 4.5。3、采用调谐滤波器调谐滤波器能对某次或某几次含量大的谐波进行吸收。该装置由 R/L/C 等元件组成串联谐振电路，安装在整流变压器原边母线上,对谐振的谐波电流呈现很小的阻抗，能对谐波进行吸收，能有效地抑制谐波注入电网。4、采用带移相绕组的整流变压器采用带移相绕组的整流变压器，适用于有多台晶闸管整流器的情况。带移相绕组的整流变压器，是通过移相使三台整流变压器的相位相互差一个角度，相当于交流侧电源组成脉动 18 次的电压波形，客观上抑制了高次谐波。
8、5、安装电抗器在有无功补偿电容器的情况下，安装与电容器串联的电抗器，组成低通滤波器，可调谐在最低次谐波频率以下，使整个系统失调，以减少高次谐波的影响。6、增加供电网络的短路容量大容量晶闸管设备的供电方式，首先应该选择合理供电电压等级，设法接入大短路容量的电网，或设法加大系统的短路容量（应大于晶闸管设备容量的 20 倍） ，可减少注入电网的谐波电流。7、控制电网谐波电压的含量加强对电网运行中谐波电压的实时监测与控制，使得注入电网的高次谐波电流加上该电网原有的高次谐波电流、谐波电压的含量不得超过下列标准：110KV 电网，谐波电压含量不超过 1.5；35KV 电网，不超过 3；10KV 电网不超过 4；0.4KV 电网不超过 5
