諧波問題是電力系統(tǒng)中常見的電能質(zhì)量問題，它不僅影響設(shè)備正常運行，還可能造成能源浪費和設(shè)備損壞。針對諧波處理的最簡單方法，我們可以從以下幾個方面入手：

一、理解諧波產(chǎn)生的原因

諧波主要由非線性負(fù)載產(chǎn)生，如變頻器、UPS電源、LED照明、計算機(jī)等電子設(shè)備。這些設(shè)備在工作時會產(chǎn)生非正弦波電流，從而在電網(wǎng)中形成諧波。常見的諧波次數(shù)為3次、5次、7次等奇次諧波。

二、最簡單的諧波處理方法

1. 增加系統(tǒng)短路容量

提高系統(tǒng)的短路容量可以降低諧波電壓畸變率。這可以通過選擇容量更大的變壓器或縮短供電距離來實現(xiàn)。這種方法簡單直接，但受限于實際電網(wǎng)條件。

2. 合理分配非線性負(fù)載

將非線性負(fù)載均勻分配到三相系統(tǒng)中，避免集中連接在同一相上。這種方法不需要額外設(shè)備，只需在配電設(shè)計時注意負(fù)載平衡即可有效降低3次諧波的影響。

3. 使用諧波抑制設(shè)備

●無源濾波器（LC濾波器）：這是最簡單經(jīng)濟(jì)的諧波抑制方案。它由電感和電容組成，針對特定諧波頻率設(shè)計，能夠有效吸收該次諧波。例如，針對5次諧波可設(shè)計250Hz的濾波器。

●有源濾波器（APF）：雖然成本較高，但安裝簡單、效果顯著。它通過實時檢測諧波電流并產(chǎn)生反向補(bǔ)償電流來消除諧波，適用于多種諧波同時存在的情況。

4. 選擇低諧波設(shè)備

在采購新設(shè)備時，優(yōu)先選擇帶有"低諧波"或"諧波抑制"功能的產(chǎn)品。這類設(shè)備內(nèi)部通常已采取PFC（功率因數(shù)校正）等措施，可以從源頭減少諧波產(chǎn)生。

三、實用建議

1. 優(yōu)先處理主要諧波源

通過電能質(zhì)量分析儀測量確定主要的諧波源和諧波次數(shù)，集中資源解決主要問題。通常80%的諧波問題來自20%的設(shè)備。

2. 簡單改造方案

●在變頻器輸出端加裝dv/dt濾波器或正弦波濾波器。

●為開關(guān)電源類設(shè)備加裝輸入電抗器。

●對單相非線性負(fù)載采用三角形接法的變壓器供電，可有效阻斷零序諧波（如3次諧波）。

3. 定期維護(hù)檢查

定期檢查濾波器和補(bǔ)償設(shè)備的運行狀態(tài)，確保電容器無鼓包、漏液，電抗器無過熱現(xiàn)象。簡單的維護(hù)可以保證諧波治理設(shè)備的長期有效運行。

四、注意事項

1. 不要過度治理，保持總諧波畸變率（THD）在5%-8%的合理范圍內(nèi)即可。

2. 治理方案要考慮系統(tǒng)背景諧波的影響。

3. 簡單的方法不一定適合所有場合，工業(yè)場合可能需要組合方案。

五、成本效益分析

從簡單性和經(jīng)濟(jì)性考慮，推薦按以下順序采取措施：

1. 負(fù)載均衡分配（零成本）。

2. 加裝輸入電抗器（低成本）。

3. 安裝無源濾波器（中等成本）。

4. 采用有源濾波器（較高成本）。

通過以上方法，大多數(shù)場合的諧波問題都能得到有效控制。實際應(yīng)用中，建議先進(jìn)行簡單的電能質(zhì)量測試，確定諧波頻譜后再選擇最適合的簡單治理方案。對于特別復(fù)雜的諧波問題，才需要考慮綜合治理方案。記住，最簡單的方案往往就是最有效的方案。

審核編輯 黃宇