为什么要进行谐波治理？内附解决方案

1什么是谐波？

1、谐波(harmonic wave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波。

对于我国使用50HZ电源来说，基波为50HZ，3次谐波为150HZ，5次谐波为250HZ。

2、理想状态下的电能：电压电流同相位、三相电流平衡、波形呈标准正弦波、电压稳定。

3、理想状态电能波形和叠加了谐波的波形对比，可以看出，谐波叠加后，波形已经偏离正常基波波形，电流电压峰值也已经改变，谐波的干扰是当前电力系统中影响电能质量的一大“公害”，急需治理。

2谐波源有哪些？

1、谐波源：谐波是不好，但是谐波在哪里，由谁造成的呢?一般情况下谐波电流是由负载产生的，会产生谐波的设备称为谐波源。

2、离我们生活最近的，常见谐波源如LED灯，变频空调、冰箱、彩电等都会产生谐波，家用电器大部分产生3次谐波。

3、工业场合：炼钢厂的电弧炉(奇偶)和轧钢机、电力机车(电气化铁路)、港口等大型机械提升设备采用的变频设备、中频炉、直流电机驱动器、UPS、开关电源、整流器、逆变器等工作时产生严重谐波污染。交直流交变变频器、交交变频器谐波含量25%等5/7/11/13次等25次以下含量较高。 有这些设备必须进行相应的谐波治理，否则会对其他设备用电，慎重周围居民用电产生影响。

3谐波的危害

1、大部分配电系统，包括变压器、开关柜、继电保护器、无功补偿柜等，都是按照线性负荷设计的。当实际负荷为非线性负荷时(受谐波影响)，对配电系统造成严重的危害，轻则导致系统过热、不稳定，重则损坏配电设备。

2、加速电容器老化、影响电动机正常运行，继电保护装置受到干扰拒动或误动，容易引起局部谐振。

3、影响通讯系统正常工作、增加变压器损耗和电网线损过载过热绝缘损坏、影响用电设备无法正常运行、精密设备精细加工无法生产，降低产品合格率。

4、电力系统中谐波电流一直都是影响电能质量的主要因素之一，国家法律法规也有相应对电能质量要求：国家《电力法》在电能质量治理上遵循“谁污染、谁治理”的原则。并且对由于负荷谐波污染过大，严重影响电网电能质量的负荷使用场合，要求其加装治理谐波设备;并对不听劝告的采取法律措施。

因此在一些项目中要求根据用电负荷性质加装治理谐波的设备越来越平常;越来越多的新建项目，在设计时已将谐波治理装置作为必要设备加入配电系统中。

4谐波治理

1、谐波危害这么大，现如今治理谐波的方案有哪些呢？

发展至今，谐波治理方案分为2种形式:

A、一种是无源形式：无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路.

优点：无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低等优点，至今仍是被广泛应用谐波治理方法。缺点：只适用对谐波含量单次谐波较高，单独治理，各次谐波对应的电容电抗组合是不同的，单独设计回路，因此适用对个别谐波较高场合，大型重工业场合，针对谐波含量特别高的单次谐波治理，改善电能质量。

B、一种是有源形式：最常见的就是有源电力滤波器(APF：Active power filter)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置。

优点：它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。APF是对电能质量要求较高场合的不二选择。

缺点：内部采用进口高精密部件，运算分析谐波，价格高。

原理图：

正尔科技有源滤波产品，有源滤波器采用模块化机架式结构设计，可随意并组，维护方便，能滤除2～50次谐波，滤波效率97%以上，控制器实现全数字化， DSP高速检测和运算，确保谐波检测和补偿控制精准有效，等效开关频率40kHz，交错并联后等效80kHz，电流环带宽4kHz，可实现更快响应速度、更高范围抑制谐波、更强抑制干扰，实现更高可靠性。

5 谐波治理的解决方案

南京市建邺区河西建设指挥部南湖社区综合服务中心

南湖社区卫生服务中心，坐落于建邺区南湖路7号，2012年4月由建邺医院转型而来，中心占地面积5383m2，业务用房7216m2，设内、外、妇、儿科等25个临床科室、7个职能科室、5个公共卫生科室、50张床位的住院部和手术室;下设水西门服务站。

配备16排CT、腹腔镜、口腔CT、全自动生化分析仪、电子胃镜等设备;中心现有职工157人，其中医生54人、护士37人，副高及以上职称21人，中级职称23人，研究生学历10人，本科及以上学历78人。中心年门急诊人次32万，出入院830人次。

中心先后被评为全国百强社区卫生服务中心、江苏省示范城市社区卫生服务中心、江苏省社区中医药先进单位、江苏省中医药特色社区卫生服务中心。拥有4个南京市特色重点科室(中医科、口腔科、糖尿病专科、康复科)。为市第一医院、省人民医院、鼓楼医院全科医师规范化培训基地。中心为江苏社区医院试点建设单位。

了解到谐波是电能质量的重要指标后该医院实施采用了正尔科技的有源滤波器，使该学院电能质量得到优化。

在使用APF之前电流谐波总畸变率达到45%，电压谐波总畸变率达到9%。使用正尔科技APF后电流谐波总畸变率降到了4%以内，电压谐波总畸变率降到了1.5%以内。

在节能降耗，提高功率因数，节约电费，避免罚款的基础上，正尔科技有源滤波还具有以下特点：

1、消除电流谐波：滤除系统中2~50次谐波干扰以延长设备使用寿命

2、滤除效率高：滤除率高达97%谐波

3、有源滤波装置采用模块化设计、结构精巧、安装方便