（云南电网有限责任公司文山供电局 663000）
摘要：电力系统的安全稳定运行关系到经济和社会发展的多个方面。随着电力技术的不断提升，电网在运行的过程中，对谐波的处理能力也不断增强。在谐波的类型中高次谐波对电力系统的伤害较大。对高次谐波的危害有明确的认知才能够更好的在电网运行中控制高次谐波的出现。高次谐波的治理措施需要在实践中进行设备和技术的水平提升。我国在高次谐波治理中，积累了一定的经验，在具体实践中，始终处于技术的升级中。本文以电网中高次谐波的危害和抑制措施为研究核心，分析阐述了高次谐波的产生，高次谐波的危害和影响，提出了电网中高次谐波治理的相关措施。
关键词：高次谐波；危害；原理；措施
前言
电力系统的快速发展催促着电力电子技术的不断提升，电力系统在健康运行的过程中会产生严重的谐波污染问题。高次谐波是电力系统中的公害，必须采用有效的措施加以抑制。电网中谐波污染会对系统设备造成一定的伤害，探讨其有效的抑制方法对于电网健康运行和实现电力发展的环保建设有着至关重要的作用。在技术推进中需要明确高次谐波的原理和危害，从技术角度和设备更新的角度来推进高次谐波的治理工作，促进我国电网发展能够真正实现智能化建设。
一、高次谐波的产生原理和危害
（一）高次谐波的主要原理
法国数学家傅里叶在1807年《热的传播》一文中首次提到了高次谐波。高次谐波主要是指对于任意以复合周期振动函数按傅氏级数分解表示为第一项称均值或者直流分量，第二项为基波或者基本振动，第三项成为二次谐波。二次谐波以后的被统称为高次谐波。高次谐波的频率等于基波频率的整倍数。例如基波频率三倍称之为三倍谐波，基波频率五倍称之为五倍谐波。高次谐波不属于正弦波，高次谐波指的是高于基波频率的谐波，一般情况下是高于基波频率两倍以上的正弦波。高次谐波的分布与低次谐波不同，低次谐波分布在电网中，而高次谐波主要集中在电气设备中。当基波频率由小增大，谐波次数增加，高频谐波就会出现。高频谐波振度较强，运用变频功率分析器可以发现谐波次数可以达到百次千次。
（二）高次谐波的主要危害
电气设备产生高次谐波以后，通过传导电磁辐射和干扰和对电源及电机设备产生谐波污染，高次谐波分流到电源系统中，对电气设备产生干扰，在传导中如变频器等电气设备就会受到感应干扰。变频器输出端的高次谐波产生辐射作用，对临近的电子设备造成干扰。高次谐波产生的危害是多方面的，对变压器造成伤害，电流和电压谐波增加，变压器的铜损和铁损加剧，变压器温度上升，绝缘能力下降，容量减少，谐波产生共振噪声，对感应电机造成危害，增加电动机的损耗，温度上升，谐波电流改变电磁转距，产生震动力矩，电动机就会发生周期性的变化，影响输出效率。对电力电容器的影响更大，在高次谐波产生以后，电容阻抗瞬间减小大量电容，电网过热损坏电器，有可能发生共振和噪声现象，甚至发生爆炸。高次谐波对开关设备的影响很大。电流变化快，峰值电压增大，绝缘设备遭到破坏，有些开关跳脱引起误动作。电流中含有的高次谐波会产生额外转距，改变电器的动作特性，而且改变电气操作时的特性烧毁线圈。高次谐波造成治疗仪表的干扰，感应盘产生额外转距，精度降低，甚至烧毁。高次谐波对电力设备的损害更为明显，例如一些靠精度来确认状态的电力电子设备容易受高次谐波的影响，产生交叉移动波形，改变电力电子设备产生误动作，甚至产生一些额外的破坏行为。高次谐波对电脑通信设备、音响设备以及载波遥控设备等都会产生干扰，甚至对照明设备等也会产生一定影响。
二、高次谐波的抑制方法
（一）选择抗干扰效果较好的电气设备
高次谐波的治理方案中，从设计和安装角度需要进行电气设备的技术提升。
在选用设备中从制造角度出发，选用IGBT功率元件，空间电压矢量控制是多项叠加，这些设备参数科学，选择合理，一般品位较高，采用新技术支撑，有利于更好的抑制高次谐波。在安装过程中采用近线AC电抗器，出线采用DC电抗器和正弦滤波器的方式，不共用地线，分开供电电源，有些设备需要进行隔离。应用变频器出线和进线，采用屏蔽线接地，在具体过程中采用一定的距离设置，使电机外壳接地变频器进行电源的变压器的绝缘设计，缩短线路长度，在设备安装中电源线和信号线单独应用避免交叉，不能平等设计，相关的设备电机或者变频器要控制线路的公共端，使信号线能够得到屏蔽。在电子设备应用中输入抑制电抗器的设备，降低变频器的载波频率。这样的基础设施设置可以让高次谐波受到大大干扰，减弱高次谐波的影响。
（二）采用高次谐波滤除装置
高次谐波治理方法中选择谐波滤除装置是相对有效的方式。供电部门在确定新用户接入谐波时，要明确其谐波的含量，对接入系统的负荷留有余度，在具体措施中，对产生谐波含量较大的负荷点进行电力滤波器的安装，抑制谐波电流流入电网。电力滤波器可以提供全部容量以改善负荷功率，有利于高次谐波进行快速抑制。在应用的设备中可以采用单调谐滤波器，也可以采用双调谐滤波器。双调滤波器比较经济，但调谐较难。也可以采用高通滤波器，在高于某一频率的范围之内进行阻抗，可以采用有源滤波器有效抑制谐波，将谐波电流在一个区域内分成与电源电压波形一致的有功电流，利用有源滤波器产生无功电流为网络提供可以消除的正弦波。
（三）应用无功补偿的方法
高次谐波治理中选用无功补偿的方式有利于更好的抑制谐波。无功补偿在电力供电系统中起到了至关重要的作用，可以有效降低供电变压器及输电线路的损耗，提高效率，改善环境。在谐波治理中，把具有容性功率负荷的装置与感性功率符合连接在一起，能量在两种负荷之间交换，就可以有效减少供电设备的容量，降低线损。无功补偿治理高次谐波的过程中，可以采用集中补偿、分组补偿、单台电机就地补偿、加装无功补偿设备等方式。当电网的负荷超量时采用无功补偿方式就可以有效分解电网压力。无功补偿线路铺设可以采用LC串联接法，半导体器件应用混合头衔方式，无功发生器SVG等方式。在实际操作中，装置选择的种类要根据电网的具体情况而设计，对于负荷较大的一些变化较快的电焊机、电动机的线路就要采用相对平稳的静态补偿方。例如配电网的无功补偿可以选用变电站补偿、配电线路补偿、随机补偿、随器补偿和跟踪补偿的方式。高次谐波抑制采用无功补偿的方式有利于电网健康稳定的运行，减少环境污染，实现环保要求。
结语
电力电子工业发展中非线性负荷在电力系统出现谐波污染，造成了电力系统的伤害。抑制谐波是电力行业发展过程中的重点任务。高次谐波的产生需要更加准确的明确其原理和伤害，才能够使谐波抑制工作达到一定的效果。在未来发展建设中高次谐波的治理需要从多个方面进行考量。供电部门在确定新接入用户时，需要充分考虑谐波的含量，在产生谐波含量较大的负荷点安装谐波抑制装置，更需要进行电网系统化的建设，使谐波抑制能够从源头上入手，能够提高技术应用的实际效果。
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