安科瑞(ruì) 鮑靜君

電能是當代主要(yào)的(dí)能(néng)源形式，用電問(wèn)題(tí)也(yě)日(rì)益(yì)顯現。如今，用(yòng)電(diàn)負荷日(rì)趨復(fù)雜(zá)化(huà)和多(duō)樣化(huà)，相(xiāng)應的(dí)，帶來(lái)的(dí)各(gè)種靜(jìng)態電(diàn)磁幹(gān)擾問(wèn)題(tí)成(chéng)為用(yòng)戶關注的焦點(diǎn)。計算機(jī)，微(wēi)處(chǔ)理器電子(zǐ)和(hé)電(diàn)氣設備被(bèi)大(dà)量(liáng)使(shǐ)用，這(zhè)些(xiē)設備對(duì)電(diàn)力係中暫態(tài)問題的靈敏程度(dù)和對(duì)供(gōng)電(diàn)可(kě)靠性的依賴程(chéng)度(dù)也變(biàn)得(dé)越(yuè)來(lái)越(yuè)高。因為(wéi)這些問(wèn)題(tí)，電能(néng)質量不(bù)可(kě)避免(miǎn)成(chéng)為了(liǎo)如今的(dí)電(diàn)力問題的(dí)關鍵(jiàn)。

電能質量(liáng)是(shì)指電力(lì)係(xì)統中(zhōng)電(diàn)能的質量。理想(xiǎng)的電能應該是(shì)對(duì)稱的(dí)正弦(xián)波。一(yī)些因(yīn)素會使波形偏(piān)離(lí)對稱正弦(xián)，由(yóu)此(cǐ)便產(chǎn)生(shēng)了電(diàn)能(néng)質量(liáng)問(wèn)題。一方(fāng)麵(miàn)我(wǒ)們研究(jiū)存(cún)在哪些(xiē)影響(xiǎng)因素會(huì)導致電(diàn)能(néng)質量問題，一(yī)方(fāng)麵(miàn)我(wǒ)們(mén)研究這(zhè)些(xiē)因素會導致(zhì)哪(nǎ)些方(fāng)麵的問題，我們(mén)要研(yán)究(jiū)如何規(guī)避(bì)這些(xiē)因素，從而(ér)使電能(néng)接(jiē)近正(zhèng)弦波。

電能(néng)質(zhì)量內容分為兩大類(lèi):“穩態"和“暫/瞬(shùn)態"。國標中(zhōng)涉及(jí)的:諧波
，頻率
，電壓(yā)不平衡(héng)度
，電壓(yā)偏(piān)差(chà)屬“穩態";電壓(yā)波動(dòng)和閃變(biàn)
，暫時(shí)過(guò)電(diàn)壓和瞬態過電(diàn)壓
，電壓驟升(shēng)
，驟(zhòu)降
，短時(shí)斷電屬“瞬態"。

本(běn)篇(piān)文章(zhāng)主要討論諧波(bō)問題及(jí)其治理(lǐ)方(fāng)法(fǎ)。諧波(bō)是指對(duì)周(zhōu)期性非(fēi)正弦交(jiāo)流量進行傅(fù)裏葉級數計(jì)算所(suǒ)得到的大(dà)於基(jī)波(bō)頻(pín)率整(zhěng)數倍的各(gè)次分量，通常稱為(wéi)高(gāo)次諧(xié)波，而基(jī)波(bō)是指(zhǐ)其(qí)頻率與工頻(50Hz)相(xiāng)同(tóng)的分量。

諧(xié)波具有以下危(wēi)害：

1)由(yóu)於(yú)諧波(bō)的(dí)存在，增加了係統中元(yuán)件(jiàn)的(dí)附加諧波(bō)損(sǔn)耗(hào)，降(jiàng)低發(fā)電(diàn)
，輸電及用電設備(bèi)的(dí)使(shǐ)用(yòng)效(xiào)率。大量(liáng)的3次(cì)諧波(bō)流(liú)過中綫時，會使(shǐ)綫路(lù)過(guò)熱甚至發生火(huǒ)災。

2)諧波(bō)影響(xiǎng)各種電氣(qì)設備，特別(bié)是電(diàn)機(jī)類(lèi)設備的(dí)正常工作。諧波(bō)對旋轉(zhuǎn)電機和(hé)變壓器的影(yǐng)響，首(shǒu)先(xiān)主要是(shì)引起附加損耗(hào)，諧波電流(liú)流過(guò)電(diàn)機和變壓(yā)器時，將會增(zēng)加(jiā)鐵(tiě)心(xīn)損(sǔn)耗(hào)以及銅損，引(yǐn)起(qǐ)過(guò)熱(rè)。諧(xié)波損耗對(duì)變壓器的影(yǐng)響通常要大(dà)於對電機(jī)的(dí)影響(xiǎng)，比(bǐ)如電弧爐變(biàn)壓(yā)器(qì)由(yóu)於(yú)熔(róng)煉過程(chéng)中的電(diàn)流的劇烈波(bō)動(dòng)，造(zào)成(chéng)壽命的明顯縮短。諧波對(duì)旋(xuán)轉電機和變(biàn)壓器的影響其(qí)次是產(chǎn)生(shēng)機械(xiè)振動(dòng)
，噪聲和(hé)諧波過電壓。當諧波頻(pín)率(shuài)接(jiē)近(jìn)電(diàn)機的固有(yǒu)振動(dòng)頻率時，會引起(qǐ)電(diàn)機(jī)的(dí)強烈(liè)振動(dòng)。這些影(yǐng)響可能縮短(duǎn)電機壽命(mìng)，甚(shèn)至(zhì)損壞電機(jī)。諧(xié)波電流引起(qǐ)的附(fù)加損(sǔn)耗(hào)通常折(zhē)算成(chéng)等值(zhí)的(dí)基頻負序(xù)電流(liú)來進行估算(suàn)。

3)電(diàn)力係(xì)統(tǒng)中(zhōng)電容(róng)器的(dí)應用(yòng)可(kě)能會導致(zhì)的(dí)諧(xié)振(zhèn)，是一個需(xū)要非常重(zhòng)視(shì)的問(wèn)題(tí)。當(dāng)諧波頻(pín)率與輸電係(xì)統固(gù)有的(dí)特(tè)征頻率(shuài)重(zhòng)合(hé)時，可(kě)能(néng)會放大(dà)諧波(bō)分(fēn)量，產(chǎn)生非常(cháng)大(dà)的電壓(yā)和電流。這導致設備的(dí)附加(jiā)損耗和發熱(rè)，縮(suō)短(duǎn)電(diàn)容器壽命，以致造(zào)成設備故(gù)障(zhàng)。大(dà)量調查(chá)表(biǎo)明(míng)，電(diàn)容(róng)器和與(yǔ)之(zhī)串聯(lián)的電(diàn)抗器的(dí)燒(shāo)毀在(zài)諧(xié)波引起(qǐ)的(dí)事故(gù)中(zhōng)約占75%。

4)諧波(bō)電(diàn)流除了會增(zēng)加(jiā)繼電器的發(fā)熱(rè)和(hé)損(sǔn)耗(hào)之(zhī)外，還會導致(zhì)動作特(tè)性(xìng)改變，以(yǐ)致(zhì)造成保護裝(zhuāng)置的(dí)拒動或誤動。比如以電磁(cí)型(xíng)電壓(yā)繼(jì)電(diàn)器為例，當含諧波的(dí)畸(jī)變(biàn)電壓作(zuò)用於繼(jì)電器時，動作值總(zǒng)是(shì)比繼電(diàn)器剛(gāng)好動(dòng)作的基波分(fēn)量(liáng)電(diàn)壓(yā)合理值大，即過(guò)電壓(yā)繼(jì)電(diàn)器有(yǒu)可能(néng)出(chū)現(xiàn)拒(jù)動，而欠(qiàn)電壓繼電器則可(kě)能誤功。此(cǐ)外(wài)，在動態(tài)情況下(xià)，如投入空教變壓器時會產生諸波含量(liáng)很高的(dí)勵(lì)磁湧(yǒng)流(liú)，造(zào)成(chéng)繼(jì)電器誤(wù)動作(zuò)而使(shǐ)開關(guān)跳(tiào)閘。

利用設(shè)置作為(wéi)諧波源的(dí)非(fēi)綫(xiàn)性負荷(hé)附近(jìn)的無(wú)源濾(lǜ)波器(qì)(PassiveFilter, PF)即由濾(lǜ)波電(diàn)容器(qì)
，電抗(kàng)器(qì)和電阻器適(shì)當(dāng)組(zǔ)合而(ér)成的(dí)並聯濾波裝(zhuāng)置來(lái)控製(zhì)諧波(bō)電流(liú)。通常(cháng)將(jiāng)產生諧(xié)波(bō)的(dí)負(fù)荷看(kàn)做是諧(xié)波(bō)電流源(yuán)。無(wú)源(yuán)濾(lǜ)波器的作(zuò)用是為諧(xié)波電(diàn)流i提供一個(gè)低(dī)阻(zǔ)抗的通路(lù)或(huò)諧振(zhèn)回(huí)路，通(tōng)過(guò)分(fēn)流非(fēi)綫(xiàn)性(xìng)負(fù)荷所產生的諧波(bō)電流來減少(shǎo)流入電(diàn)網的(dí)諧(xié)波電(diàn)流isH。根據結(jié)構不同(tóng)，無(wú)源濾(lǜ)波器可分(fēn)為帶(dài)通濾(lǜ)波(bō)器(包括單(dān)調(tiáo)諧(xié)濾波(bō)器
，雙調諧濾(lǜ)波器
，三調(tiáo)諧濾波(bō)器)
，高(gāo)通濾波(bō)器
，C型阻尼濾波器(qì)和(hé)橋式(shì)濾波器(qì)等。無源(yuán)濾波器具(jù)有(yǒu)以(yǐ)下(xià)特(tè)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：無(wú)源(yuán)濾波器(qì)具有(yǒu)結構簡單
，成本低廉
，運(yùn)行可靠性較高(gāo)
，運行(háng)費用(yòng)較低(dī)。

缺點：通帶內的(dí)信號有(yǒu)損(sǔn)耗，負載效應比較(jiào)明顯，使用電感元件(jiàn)時(shí)容(róng)易引(yǐn)起(qǐ)電磁感應(yīng)，當(dāng)電感(gǎn)L較(jiào)大時濾波(bō)器的體積和重量都(dū)比較(jiào)大，在(zài)低頻域不適用(yòng)。

為(wéi)了(liǎo)應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的諧波補(bǔ)償問題，隨著電力(lì)電(diàn)子技術的(dí)發展而(ér)產生(shēng)的有源濾波(bō)器逐(zhú)漸被廣泛(fàn)應用。有源(yuán)電力濾波(bō)器（Active Power Filter，簡(jiǎn)稱APF）是一種用(yòng)於動(dòng)態治理諧(xié)波
，補償(cháng)無功(gōng)的新型電力電(diàn)子裝(zhuāng)置，它能夠對(duì)大小和(hé)頻(pín)率都變化(huà)的諧波(bō)以(yǐ)及變化的(dí)無功進行補償(cháng)。有源濾(lǜ)波(bō)器之(zhī)所(suǒ)以稱為(wéi)有(yǒu)源(yuán)，顧(gù)名(míng)思義(yì)該(gāi)裝置需要(yào)提(tí)供電(diàn)源（用以補償主(zhǔ)電(diàn)路的諧波），其應(yīng)用可克(kè)服(fú)LC濾(lǜ)波(bō)器等(děng)傳(chuán)統的(dí)諧(xié)波(bō)治(zhì)理(lǐ)和無功補償方(fāng)法(fǎ)的缺點（傳統的隻(zhī)能固(gù)定補償(cháng)），實(shí)現了動(dòng)態跟蹤補償(cháng)，而且可(kě)以既補(bǔ)諧波(bō)又補無(wú)功(gōng)。

安科瑞是上海(hǎi)安科瑞電氣(qì)股份有限公(gōng)司的簡(jiǎn)稱，是一(yī)家集(jí)研發
，生產
，銷(xiāo)售(shòu)於一體的高科技(jì)股份製企(qǐ)業。公司具有豐富的有(yǒu)源(yuán)電(diàn)力(lì)濾波器(qì)的(dí)生(shēng)產和應用(yòng)經驗，在電能(néng)質(zhì)量方麵(miàn)致力於(yú)服務(wù)客戶，為客戶創造(zào)價值。