谐波治理各各种方案对比分析

谐波治理的目的包括：

1. 满足电力公司对谐波电流发射的限制要求

2. 释放变压器的有效容量，提高变压器的效率

3. 提高配电系统(包括无功补偿装置、继电保护器、电缆等)的可靠性

4. 为企业内的各类设备提供质量优良的电能，保证制造系统的稳定运行

人们对谐波的危害已经十分熟悉，很多企业也开始重视谐波的治理。谐波治理的目的不同，所采取的方案也是不同的。因此，在确定谐波治理的方案之前，要明确谐波治理的目的。

企业在谐波治理方面投资，要达到的目的如图所示。

满足电力公司的要求是企业进行谐波治理的首要动机。为电力用户提供合格的电能，是电力公司的责任。因此，电力公司要对那些可能污染电网的用户的提出谐波治理的要求。随着越来越多的企业对电能质量的要求提高，电力公司将对电力用户进行更严格的要求。

在目前阶段，出于后面几个目的而进行谐波治理的企业较少。企业仅在出现了故障现象后，才开始考虑谐波治理的问题。其中，谐波导致无功补偿装置烧毁的情况最为常见。

无论谐波治理的最终目的是什么，其本质就是减小负载(可能是一组负载)向电网注入的谐波电流，因为谐波电流是谐波问题的根源。只不过，针对不同的目的，控制谐波电流的位置不同，也就是采用的谐波治理方案不同。

谐波治理的策略

按照谐波治理的位置，可以有三个策略。

第一：在高压母线上治理，采用的设备是SVC、SVG等。

第二：在变压器的下端，低压母线上治理谐波。采用无援滤波器、有源滤波器等。无源滤波器往往会发出额外的容性无功，这在有些场合是不允许的。

第三：在设备的电源入口处治理谐波。这称为就地治理。就地治理是最理想的谐波治理策略。因为，这样相当于将非线性负载转变成了线性负载，谐波导致的一切问题都迎刃而解。

大部分发达国家按照这个策略开展谐波治理。达到这个目的的管理措施就是，要求电气电子设备满足相应的电磁兼容标准(例如，GB17625)要求，电磁兼容标准对谐波电流发射进行了明确的规定。

传统的谐波治理策略

传统的谐波治理项目大多采用策略1和策略2。

这是因为，企业进行谐波治理的初衷仅是满足电力公司的要求，因此，在用策略1和策略2已经足够了。随着企业内部的自动控制设备增加，对电能质量的要求提高，仅采用策略1和策略2就不能满足要求了。

企业要理解谐波治理的深层意义。如果理解了谐波治理是为了获得良好的电能质量，而良好的电能质量正是企业所需要的，就会改变传统的做法。

治理谐波最理想的位置是在谐波源处。也就是将谐波电流封杀在起源处，根本不允许流入电网。这相当于将非线性负载变成了线性负载。设想，如果电网上的负荷全部是线性负荷，那里还有谐波问题。保持内部电网质量的最有效方法就是在谐波源负载的电源入线处安装谐波滤波器。

在谐波源处进行谐波治理，就能够消除谐波带来的各种隐患。因此，在进行系统设计时，要尽量考虑就地谐波治理的方法。

顺便提一下。对于无功补偿，也是主张尽量在负载处进行补偿，以获得最大的节能效益。

不同策略的比较

不同的谐波治理策略获得的好处是不同的。

由于一般的谐波治理方法仅能够保证治理点的上游具有良好的电能质量，因此，治理谐波的位置越靠近下游，通过谐波治理获得好处越多。这一点是我们需要明确的。

传统上，企业仅在变压器的入口处进行谐波治理。这时，从谐波治理中获得利益的是电网公司和电网上的其他电力用户。因为，电力公司的责任就是为电力用户提供合格的电能。通过电力公司的努力，电网上的所有用电户能够获得合格的电能。

显然，这种做法不符合人们的正常思维。企业投资改善电能质量，仅仅是为了其他企业的利益吗?难道投资进行谐波治理的企业自身就不需要合格的电能吗?

人们犯这个错误，是因为缺少有关谐波的知识。本文的目的就是帮助读者认识谐波治理的内涵，通过谐波治理，不仅满足电力公司的要求，同时企业自身的利益也有所体现。

不同策略的好处

从上图，三种谐波治理策略的优劣一目了然。通过策略3，可以获得最大的好处。不仅企业内部电网的质量得到保证，而且能够满足电力公司的要求。

策略3的本质就是对谐波源要就近治理，不让谐波电流流入内部电网。因此，通过实施这种谐波策略，企业能够获得最大利益。

图示的最后一行中所列出的要求也是企业不能忽视的。企业内部的设备需要持续更新、增加，如果一次性在母线上安装了固定的谐波治理设备，当负载的状态发生变化时，需要重新设计安装谐波治理设备，这对于企业来讲，是不经济的。

因此，企业在制定谐波治理方案时，要着重考虑谐波源的就地治理。

航天科工集团706所正是基于这样一种观念，开发了各种适合于在谐波源治理谐波的设备。为企业下一步积极的开展内部谐波治理提供了技术保障。

谐波治理综合方案

虽然，策略3为我们提供了一个最有效的谐波治理方案，但是这个方案并不是最优的。所谓最优的方案，要求达到最高的性价比，也就是：“以最低的谐波治理成本，获得最大的节能效益和电磁兼容效益”。

基于这个理念，我们推荐一个先进的谐波治理解决方案。这个方案并没有机械地采取那个谐波治理策略，而是本着方案最优的原则进行综合治理。这个方案的主要内容是：

1. 在较大功率(例如50kW以上)的谐波源负载处，安装设备级的谐波滤波器，消除谐波电流在内部电网上造成的风险;

2. 较小功率的谐波源负载，暂且不进行治理，节省成本;

3. 处理完谐波源负载的问题后，根据需要，决定是否需要在低压母线上进行谐波治理;

4. 最后考虑，是否需要在高压母线上进行治理。

谐波治理设备

读者通过前面的讨论，应该努力实现一个最优的谐波治理方案，使企业从谐波治理的投资中获得最大的效益。

图中所示的四种谐波治理产品就是为了实现最优谐波治理方案而开发的。这四种产品的主要功能如下：

1. HTHF设备级谐波滤波器：这是一种无源滤波器，特别适合于安装在谐波源设备的电源入口处，抑制设备发射的谐波电流。3相谐波源设备安装HTHF后，可以使总谐波电流畸变率THID<8%。

2. PSW有源滤波器：有源滤波器既可以安装在谐波源设备的电源入口处，也可以安装在低压母线上，但是安装在谐波源负载的电源入口处往往性价比较低。有源滤波器能够保证谐波电流畸变率小于5%。

3. MSVC高压谐波滤波器：采用磁控电抗器(MCR)技术，与TCR技术相比，具有可靠性高、价格低、维护简单的优点。不仅滤除高压母线上的谐波电流，而且动态调整无功功率，使功率因数达到0.95以上。

4. NBF零线谐波电流阻断器：串联安装在零线上，对线路中的三次谐波产生很高的阻抗，减小三次谐波电流。