谐波治理的基本方法
目前谐波治理的基本方法有以下三种，在治理过程中又可以采用变电所集中治理和非线性用电设备处分散治理两种方法。按谁污染谁治理的原则，应该在非线性用电设备处分散治理。但对于电脑，彩电，节能灯等民用设备，则只能进行集中治理。
1、减少非线性用电设备与电源间的电气距离。也就是减少系统阻抗，换句话说就是提高供电电压等级。例如，在丽水电业局的遂昌钢厂就取得了不错效果，该钢厂原是用35kV供电，由两个110kV变电所各架设一回35kV专线供电，而它的主要用电设备是电弧炉，虽然进行了五次、七次谐波治理，但在110kV的35kV母线上测得谐波分量仍接近或稍超国家标准。但在丽水局在遂昌新建了一个220kV变电所而且离该钢厂仅4km左右，用5回35kV专线供电，使35kV母线的谐波分量控制在国家标准以内，此外该厂还使用了较大容量的同步发电机，使这些非线性负荷的电气距离大大下降，使该厂生产的谐波对电网的危害性下降，这种方法投资是最大的，往往需要和电网发展规划相协调。
2、谐波的隔离。非线性用电设备产生的谐波，它不仅直接影响到本级电网，而且经过变压器后，还会影响到上几级电网。如何把这些非线性用电设备产生的谐波不影响或少影响其他几级电网，这也是谐波治理的一个基本方法。这一方法在电网中广泛采用，发电机发出的电能经过Y/△、Y0/△、Y0/Y等接线组别的变压器，把发电机产生的三次、九次等零序分量的谐波与上级电网隔离开来，因此在110kV以上高压电网上，三、九次谐波分量很小，几乎是零。而10kV由于大多数配变为Y/Y0接线，35kV也有少量Y/Y0接线的直配变，因此在10kV和35kV系统中三、九次谐波分量会比高压电网大。为了减少低压对10kV电网的影响，我局现在10kV配电系统中推广使用了D，yn11接线组别的配电变压器，有效的减少了三、九次谐波的影响。
3、安装滤波器。目前对变电所侧和用户侧谐波治理的方法，多采用安装滤波器来减少谐波分量。滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两大类。
有源滤波器的基本工作原理是把电源侧的电流波型与正弦波相比较，差额部分由有源滤波器进行补偿，这是谐波治理的发展方向。目前由于功率电子元件容量做不大、电压做不高，而且成本很高，因此在现阶段不可能大量推广应用。随着科学技术的发展，功率电子元件的成本下降，这一技术一定会在谐波治理上占主导地位的。
无源滤波器是通过L、C串联或并联，使其在某次谐波产生谐振，当发生串联谐振时，使滤波器两端该次谐波的电压很小，几乎接近零，这类滤波器往往接在变压器的二次侧出口处，从而使变压器的一次侧该次谐波的分量也很小，达到对该次谐波治理的目的。串联无源滤波器多用于对五、七、十一次谐波治理中，而且往往同时采用两组以上滤波器，谐振在五、七次，同时起补偿电容器组的作用。目前，在电力行业中，它多用于35kV和110kV变电所的10kV母线上，两组滤波器中的电容器容量大于变电所无功补偿容量，串联电感后，谐振在五、七次谐波频率中，使无源滤波器一物二用，具体计算公式下当无源滤波器中，L、C串联谐振在n次谐波频率时，
电容器和电感在工频时的参数：
Xc＝n2XL得，当n＝5时，Xc＝52XL＝25XL
Uc＝1.04U，Qc＝1.04QLC
当n＝7时，Xc＝72XL＝49XL，Uc＝1.02U，Qc＝1.02QLC
一般在电容器无串联电感时，电网额定电压为10kV，变压所母线电压在10.5kV以上，电容器额定电压多选用11kV/。因此，用整治五次谐波的滤波器电容额定电压就常选取11.5kV/或12kV/，用来整治七次谐波的滤波器电容额定电压就常选取11kV/。
但是由于计算精度和电容器、电感器的制造精度等原因，若按计算结果数据来配备，在标准化审查时就通不过，为了保证串联滤波器能在五、七次谐波频率时谐振，我们要求电感有一定的调节范围，从而确保滤波器能正常工作。具体调试方法如下图，调节电感,在谐波分析仪中该次谐波值最小时，则认为滤波器已调试成功。
在电力系统中，供电电压波型是中心对称的，因此基本上不含有偶次谐波，主要存在在奇次谐波，而三、九次谐波可以通过Y0/Δ、Y0/Y、Y/Δ接线组别进行隔离。而11、13次以上谐波由于其频率比较高，而且输电线路有一定电感量，对地又有一定电容量，相间及线间也有一定电容量。因此，高次谐波在线路传输过程中衰减比较快，同时高次谐波在电网中所占的比重也不大，故在电力行业中不作为主要整治对象。
在10kV配电系统中，配变多采用Y/Y0接线，Y0（400V）侧由于有非线性用电设备，会产生三、五、七……次谐波，五、七次谐波可以用串联LC滤波器进行治理，而对三次谐波往往采用并联谐振使三次谐波在主变一次侧和二次侧之间进线隔离，其原理如下：
当L、C并联谐振在三次谐波频率时，三次谐波电流流不过主变二次侧线圈，从而使主变一次侧感应不出三次谐波的电压分量，同时使中性线三次谐波电流大大下降。
a、综上所述，对于电力行业的谐波治理方法有以下四种基本方法：
1、采用Y0/Δ、Y0/Y、Y/Δ接线组别的变压器，隔离三、九次谐波。
2、采用L、C串联无源滤波器，对五、七次谐波进行治理。
例如，丽水局的110kV景宁变电所由于10kV负荷中，中频炉占有较大比重，从实测数据看，主导谐波为5、7，11，13，19，32，33，34，36，38次。补偿电容器的投入后，对低次谐波有放大作用，10kV母线电压畸变率由6％上升为8.5％，对高次谐波有一定滤波作用，而且电容投入运行后，会使电容器端电压升高，导致电容器损坏。目前，在一、二段母线上各加一组五次和七次滤波器（容量为200kVAR×18只 五次；200kVAR×12次 七次）后，不但使五、七次谐波有明显压制，而且提高了功率因素，使供电量增加、线损下降。具体测试数据如下：
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总谐波
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3次谐波
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5次谐波
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7次谐波
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11次谐波
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治理前
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6.05
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0.7
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3.75
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2.36
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1.52
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电容器投入
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8.02
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0.95
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5.86
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4.78
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1.63
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治理后
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3.78
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0.7
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1.2
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0.4
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1.5
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3、采用L、C并联无源滤波器，对三次谐波电流进行阻塞。
例如，本市中心医院的外科大楼及门诊楼引入新的进口设备，由于低压系统有三次谐波分量，造成新引入的医疗诊断设备不能正常运作，医院采用了L、C并联无源滤波器，串接在变压器中性点上，从而使三次谐波得到压制，使医疗诊断设备能够正常工作。
4、加强电网建设，扩大电网容量，增加旋转备用容量。
b、对于非线性用电设备的谐波治理方法有以下五种方法：
1、对电弧加热用电设备，采用多相（六相、十二相等）电弧炉变压器，从而使低次谐波分量下降，高次谐波分量上升。目前最常用的是Y/Y0、Δ/Y0两变压器分别接两台相同容量的电弧炉，并使两炉同步作业，通过LC串联无源滤波装置进行局部治理，达到用电设备产生的谐波不超标。
2、对于交流整流直流用电设备采用多相整流。多相整流产生的谐波多为整流相数±1次，对12相整流设备，谐波分量最大是11次和13次，而对24相整流设备，则是23次和25次。谐波频率越高，L、C串联滤波器的投资越小，谐波在输电线路中传输衰减越快。
3、开关电源设备谐波治理。工业用的典型设备是中频炉，目前广泛采用Y/Y0、Δ/Y0两台变压器初级并联，带两台相同容量中频炉同步运行，以提高整流时产生谐波的次数，在中频变换中进行L、C串联吸收,以减少中频谐波反射到电源侧，其接线如下图1所示
例如，浙江省青田县特种钢厂，引进了美国生产的中频炉，采用Y/Y0、Δ/Y0两台变压器分别接中频炉，使其产生的谐波对电网的影响明显降低。
4、变频器的谐波治理。在发达国家中是变频器和变频器谐波治理设备是配套供应的，由于变频器的设备价格和配套的变频器谐波治理设备的价格相差不多，我国的好多用户，往往只安装变频器，不安装配套的谐波治理设备。随着变频技术的推广，会使电网中的谐波影响加剧，因此希望用电管理部门做好用户工作，做到变频器与配套的谐波装置二者同时设计，一起投运。
5、用户侧多投一些同步电动机，它一方面可以进行无功补偿，减少电压波动及电压闪变，另一方面它又能吸收一部分谐波电流，对谐波治理也有很大好处。例如，遂昌钢厂，在同步电动机全开时，110kV古市变和金溪变35kV母线的电压，谐波分量基本能在允许范围内，如果同步机停运，则这两点的电压谐波分量会超标，因此用户投入同步机对电网是有利的。
单相电焊机它是一个谐波源，在五十年代出现过电动机带动直流发电机。直流发电机提供电焊机电源，这也是一种谐波治理方法。在三十年代，上海的电车、电镀都是用交流电动机带动直流发电机来供电车和电镀电源。但是在整流技术发展的今天，我们当然不会使用这一落后的技术手段来治理谐波，而是采用价格低廉的无源滤波器。
在供电系统中进行谐波治理有不少困难，非线性负荷不是24小时平稳运行的，如电弧炉、中频炉在出炉时会停运，在熔化和冶炼过程中，出力又有变化，因此谐波是在变化的。所以采用一个或几个固定的无源滤波器的投切，不可能和非线性负荷变动进行同步，而目前有源滤波器又不可能大力推广。从技术上说，目前对谐波治理有一定难度，而且虽然串联L、C无源滤波器对五、七次谐波起了治理作用，但是对某次谐波在某个条件下会起放大作用，从这一点来看，希望加强用电设备的治理工作。
在变电所补偿设备中串入一定电感，可以使之成为五、七次谐波治理设备，同时还可以起到补偿作用，以达到一物二用。但在设计方面则要请有丰富经验的设计单位设计，在浙江省可以请浙江省电力试验研究所，他们在五、七次谐波治理中已取得了很好的成果，在他们的指导下，各供电企业可以自己动手，从小到大做一些谐波治理工作，解决一些谐波污染问题，这对各供电企业的自身提高是有帮助的。
