谐波的危害及其治理

随着国内外电力电子技术的发展，大量由电力电子开关构成的、具有非线性特性的用电设备广泛应用于冶金、钢铁、交通、化工等工业领域，如电解装置、电气机车、轧制机械、高频炉等，故国内外电网中的谐波污染状况日益严重。美国电力科学研究院EPRI最近的报告指出，全美因谐波等电能质量损失达几百亿美元。电网中的高次谐波会造成旋转电机和变压器过热，使电力电容器组工作不正常，甚至造成热击穿损坏；对电力系统中的发电机、调相机、继电保护自动装置和电能计量等也有很大危害，严重时会引发设备误动作，造成重大事故；谐波污染对通信、计算机系统、高精度加工机械，检测仪表等用电设备也有严重的干扰。因此，必须采取有效的措施来消除电网中的高次谐波。
■ 谐波的危害
1.使旋转电机和变压器过热、振动和噪声，降低变压器额定容量，缩短电机使用寿命
2.使电力电容器组工作不正常，甚至造成热击穿损坏
3.使线路损失加大、电缆过热、绝缘老化，严重时会使电缆“放炮”
4.影响电力系统中的发电机、调相机、继电保护和自动装置，严重时会引发设备误动作，造成重大事故使电能计量等产生误差
5.严重干扰通信、计算机系统、高精度加工机械，检测仪表等用电设备的使用
6.大大提高了电网谐振的可能
7.损坏电网中敏感设备
8.导致中线电流过大，造成中线发热甚至火灾
■ 主要谐波产生的场合
1.变频设备的应用场合
随着技术的进步，变频设备大量应用于各类场合，变频设备会产生大量的谐波，因此，这类场合是有源滤波器主要的目标市场之一。
2.不稳定负荷的应用场合
不稳定负荷不是有源滤波器的主要市场，但它是电力系统一个极其重要的方面，因为不稳定的负荷虽然所占比例不大，但是它们对电力系统产生的影响却远远大于其它负荷所造成的影响，因此对于该类应用场合也应作为有源滤波器的主要市场方向之一。
3.钢铁厂
钢铁厂的电弧炉、轧钢机等是主要的谐波发生设备，且主要是冲击性负荷，对钢铁厂附近的其它负荷有很大影响。同时，谐波问题对钢铁厂无功补偿的影响很大，所以应以无功补偿和谐波治理同时处理作为目标。
4.有色冶金
有色冶金的负荷除电弧炉性质的负荷外，还由于采用直流湿法冶金而产生大量的直流成分。
5.港口机械
港机是大型的提升设备，一般都采用很大的变频器，因此是港口机械主要的谐波发生源，因此对于该类应用场合也应作为有源滤波器的市场方向之一。
6.电气化铁路
电气化铁路一般使用直流电机拖动，因此是一个市政方面的主要谐波源。根据现有上海、北京等地电气化铁路的运行情况，大多数系统都安装了滤波器。预计本产品可以达到电气铁路滤波器国产化的作用。
7.高精度自动化生产线
高精度自动化生产线本身不产生谐波，但是对于电能质量有很高的要求，因此需要在高精度自动化生产线的供电侧安装有源滤波器，以降低谐波对生产线的影响
8.办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所
办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所的谐波情况也非常严重，治理方法宜采用集中治理方法，以节省成本。
■ 谐波的治理 – 有源电力滤波器
上海利思电气有限公司生产的有源电力滤波器为谐波治理提供了完美的解决方案，采用自主研发的最新技术，可以快速准确地实时跟踪检测出谐波，并通过优秀的算法，控制IGBT实现对谐波的补偿，并同时提供无功补偿的功能，可以为用户改善功率因数。本产品能大大地提高电能质量、保证用户设备的正常使用、延长用户设备的使用寿命和节约电能（5%至13%），可以为国家倡导绿色能源做出重大贡献。
技术指标和电气参数
谐波电流：THD(I)<5%，TDD<5%，谐波次数为3次以上的高次谐波
谐波电压：THD(V)<5%，谐波次数为2至50
滤波效果：符合ANSI/IEEE std 519-1992，GB/T 14549-93
功率因数：COSф>0.95
响应速度：25KHz
额定电压：220V至690V，3相或3相4线
电压偏移：±10%
额定频率：50Hz，±5%
最大电流：100%
冲击耐压：ANSI/IEEE std C62.41-1991

产品优势分析
对于同类产品，本产品能够在技术上替代国外产品，在价格上具有相当大的竞争优势，而且具有国家宏观政策的支持，以及各类服务的优势，在本公司员工的努力下，在产学研精诚合作下，本产品必然能够成功进入国内外市场。
- 技术优势
利思公司的电力有源滤波器是由我公司和上海交通大学共同组建的研发队伍自主研发并具有完全自主知识产权的国产化的高科技产品，并已申请了国家发明专利知识产权的保护。作为掌握自主知识产权的国内企业，是我国国家政策重点支持的对象；本产品的研究内容也是国家“十五”、“十一五”期间重点支持的方向。目前本公司生产的电力有源滤波器填补了同类产品的国内空白。本产品可以消除电网中的谐波，能大大地提高电能质量和节约电能，能为国家倡导绿色能源做出重大贡献。利思电力有源滤波器产品已经过科学鉴定已达到世界先进水平，在技术方面已可以同国外产品相媲美。并且此产品得到了国家创新资金的扶持，已列为上海市科学技术委员会科研计划重点项目。
- 价格优势
利思公司的电力有源滤波器具有明显的价格优势（市场定价仅为进口同类产品的2/3）。作为国内企业，在掌握自主知识产权的基础上，方便控制产品的成本，可以生产出价廉物美的产品，这样不仅可以在我国国内市场满足用户的需要，更可以将来出口国外，占领欧美市场。
- 服务优势
上海利思电气有限公司可为用户系统提供完备的科学仿真计算及咨询的工作，使产品在解决一般问题的基础上，还能更好地为用户的特殊问题给予最优的解决方案。本产品除上述的竞争优势外，还具有国内公司天然的服务优势，在实现产品在国内销售的情况下，我公司能够及时地满足用户维护、升级、技术支持的需要。