【摘　要】　電力線路的電流、電壓諧波效應可以引起自同步拖動、計算機、電話等異常運行。介紹了3種抑制交流電力線路電流、電壓諧波影響的方法。
【關鍵詞】　電力線路，諧波，濾波器，脈沖系統
0　前　言
　　電力線路的電流、電壓諧波危害，長期以來一直困擾我們，但引起線路諧波的非線性負荷設備卻快速增長，因而使得如何降低線路的諧波問題確已成為當務之急。所謂非線性負荷包括交、直流調速設備、靜態不間斷電源(UPS)、照明用鎮流器、整流器、程序控制器、計算機及X射線機等。
電力線路諧波污染可引起諸如系統功率因數降低、過負荷、共振、電機、變壓器及電子設備故障等。
1　規定的諧波極限值
　　1992年電力系統對諧波控制方法及必要條件做了修改，重新規定了電源線公共耦合點處單獨的和總的電流、電壓諧波允許的極限值。這一規定保護了同一電源線其他用戶以及公用電力設備。用戶要求電力部門能提供質量可靠的電壓，電力部門也要降低電機、變壓器鐵磁元件引起的高頻電流。另外，電力部門正嘗試減少功率因數補償電容器的應用，因為操作電容器產生的諧波能改變功率的波形。新規定的電流畸變極限適用于大多數工業設備。
2　抑制諧波的方法
　　為達到新規定的電流、電壓畸變極限有如下3種作法可以滿足要求。
2.1　驅動濾波器
圖1為用于各種驅動的專用濾波器，這種濾波既不影響系統正常運行，又能抑制和消除靠近電源的有害諧波，且不影響其他設備的運行。

圖1　各種驅動濾波器消除無用的諧波

　　采用一臺濾波器來降低一組諧波是一種投資較少的作法。這種濾波器裝在公共耦合點處或電廠主變壓器內側。雖然成組濾波器較單臺濾波投資相對更少，但成組濾波器內各種驅動互相影響。一種驅動所產生的諧波多數能引起其他拖動或電子設備運行異常。
如果既需要裝濾波器，又需要增加功率因數補償器(考慮電能成本)，兩者同時應用，還是濾波器能確保系統不產生諧振。
這種濾波器配置能減少產生諧波的幾率，從而避免對其他裝置的影響。替代作法是在公共耦合點裝一臺濾波器。這種單濾波器作法能避免諧波對連在同一線路上的其他設備的影響。

2.2　模擬脈沖系統

采用一半負荷由接成Δ/Y結線的變壓器供電，另一半負荷由接成Δ/Δ結線變壓器供電，這樣可以產生一種近似12脈沖驅動的混合諧波，具體接線見圖2。
如果使Δ/Y結線的負荷總量等于Δ/Δ結線的負荷，這種作法能在公共耦合點處較好的減少諧波。采用這種辦法能通過分析系統功率平衡Δ/Y結線部分和Δ/Δ結線部分的負荷。一旦這種作法實現，可以監測公共耦合點功率，從而限制單獨的和總的電流、電壓畸變和功率因數，因為諧波和功率因數是特定設備瞬間運行狀態的函數。
如果現有的隔離變壓器一、二次電壓相同，而且二次繞組能改接為Δ結線并維持正常的電壓輸出，則這種變壓器投資少，見效大。

圖2　模擬12脈沖系統

2.3　專用脈沖系統
對于較大容量拖動狀況(370kW以上)，考慮采用兩個脈沖驅動組成一套專用的12脈沖系統。這種系統具有均分負荷能力，并能產生12脈沖驅動，合成諧波相當穩定。這種方法將降低需過濾的總量和相應的投資，這種系統有兩種基本接線組合。
a.兩臺隔離變壓器各自獨立，其中一臺接成Δ/Y結線；另一臺接成Δ/Δ結線。總的接線見圖3。
b.采用一臺變壓器，但具有兩個二次繞組。這種情況，初級繞組接成Δ結線，而次級繞組，一組接成Y形，另一組接成Δ形，具體如圖4所示。
第一種結線方式用于大功率6脈沖驅動產生諧波的降低。這種結線方式中兩臺變壓器任何一臺發生故障，更換比較容易，因為二者都是標準的，型號相同。但這種系統安裝費用較高，因為變壓器初級需要兩套保護裝置。另外，諧波的降低發生在公共耦合點處，這樣由每一6脈沖驅動產生的固有諧波在連到主變壓器的其他負荷設備上仍可以見到。

圖3　通用雙變壓器結線


圖4　圖3的改進結線

　　采用第二種方式(如圖4)代替上面的第一種方式，這種變壓器接線諧波降低發生在變壓器一次側。另外安裝費用較低，因為系單臺變壓器，僅需要一套保護，然而變壓器有兩個二次線(一為Δ結線，另一為Y結線)，一旦變壓器發生故障，則檢修和更換就將需要較多時間。
以上三種辦法各有特點，都具有抑制電力線路諧波危害的功能、具體選擇應用時，則視具體實際情況而定。