谐波危害和治理的益处

谐波危害和治理的益处

移动通信系统的数据处理设备，例如：大型商务服务器、台式计算机以及其它周边的电子设备的稳定、高效运行不但需要一个良好的机房环境、而且还需要一个高质量、无污染的供电系统。一个稳定可靠的供电系统不但可以直接为移动通信系统中的关键设备提供优良的电力，而且可以影响到其它辅助设备的运行效率。

在确保移动通信系统各种设备的稳定运行中，电源的电能质量扮演着极其重要的角色，电源的谐波治理可以有效改善电能的质量，而电能质量的保障对通信设备正常运行起到保驾护航的作用。在过去，由于移动通信系统中的谐波源设备容量有限，所产生的谐波干扰也不是十分明显。但随着业务量的快速发展，负荷容量剧增，电力谐波对通信系统产生的干扰、降低通信质量、甚至直接损坏设备的情况越来越多。

对于移动通信系统来说，谐波对的危害主要体现在： （1） 对通信线路的影响

谐波可以通过各种途径干扰通信质量，甚至造成通信故障。主要包括：电容耦合——电网中的高次谐波电压通过电力线路和通信线路的分布电容耦合到通信线路；电磁感应——电力线路中的高次谐波电流产生围绕导线的高频交变磁场，进而感应到临近的通信线路；电气传导——若电力系统利用大地回流或引起地电流，则对通常利用大地作参考电位的通信线路引起电阻压降的传导。 （2） 对通信设备的影响

严重的谐波污染会造成UPS电源切换失败、整流控制模块烧坏、酿成通信事故。

许多电子控制器要检测电压的过零点确定负荷的接通时刻，使接通感性负荷不致产生瞬态过压，从而减少电磁干扰和半导体开关器件上的电压冲击。当系统当中存在高次谐波时，在过零点的电压变化率极高且难可判断，有时甚至在半周波内存在着多个过零点。

（3） 对备用油机的影响

由备用油机供电的系统阻抗比较大，谐波电流流经系统阻抗会形成较高的谐波电压，导致电压畸变严重，使很多对输入电压有较高要求的设备，比如UPS，发生报警，无法正常投入使用。 （4） 对变压器的影响

变压器由于过大的谐波电流而产生附加损耗，从而引起过热，使绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏。

同时，谐波的存在会使视在功率增加。不考虑谐波的情况下，视在功率S和有功功率P以及无功功率Q的关系为考虑谐波功率D，其关系为

SS2P2Q2；在有谐波的情况下，必须

P2QD2。谐波越严重，谐波功率D就越不

能忽略，而D和Q一样，都无法转化为有用功。由此可见，谐波对变压器的使用效率产生重大的负面影响。 （5） 对电力电容器的影响

电力电容器的容性阻抗特性，以及阻抗和频率成反比的特性，使得电容器容易吸收谐波电流而引起过载发热。更为严重的是，在一定的条件下，电容器容易和系统当中的感性设备形成谐波放大甚至谐振，使电容器发热导致绝缘击穿的故障增多。

（6） 对断路器的影响

谐波电流也会引起断路器额外损失,并提高温升使基波电流承载能力降低.温升的提高对某些绝缘组件而言会降低其使用寿命. 机械式低压断路器固态跳脱装置,是根据电流峰值来动作,而此种型式的脱扣装置会因馈线供电给非线性负载而导致不正常跳闸.电子型脱扣装置则根据电流的有效值(RMS)而动作,大量的谐波电流存在会大幅度提高电流电流有效值。而如果通过增加断路器容量的配置而避免因谐波产生的误动，则会增加投资成本。 （7） 对继电保护的影响

以电压或电流量的变化而动作的装置，在基波分量未达到整定动作值时，会与较大的谐波分量叠加，其合成的综合值超过整定值时会使装置误动。这些装置中，电磁型或感应型的装置对谐波作用较不敏感（铁芯磁阻的影响），而整流型和晶体管型的装置对谐波的作用非常敏感，即使对短时谐波的作用也很敏感。整

流型继电保护装置对谐波电流的敏感性随谐波频率的升高而增加。若接于差动回路、零序回路或负序回路的继电器或自动装置，对谐波的作用更敏感，因它所接受的动作电流或电压仅为相电流或电压的一个很小的百分数，即整定的动作值都很小，而它的动作电压和动作电流中的谐波含有率却能达到很高值，故降低了装置的灵敏性。

（8） 对电源导线的影响

在电力系统中，因为趋肤效应，高的谐波频率增加了导线的谐波电阻。因此谐波电流会增加线路损耗，并降低线路的传输能力。此外谐波还可能引起浸渍绝缘局部放电，加速电缆绝缘老化，缩短电缆的使用寿命。 （9） 对计量仪表的影响

如果加于电度表的电压、电流的波形为非正弦波，使工作磁通的波形变为非正弦波，任何非正弦波均可分解为一系列高次谐波，同频高次谐波磁通之间相互作用会产生附加力矩，因而引起附加误差，甚至造成计量混乱。

对于很多便携式的测量仪表，并不能测量出真实的均方根值而是测量出平均值，然后假想波形为正弦波，乘以一个校正系数而得到读数。在谐波严重时，这样的读数会有较大的偏差。

如果将谐波有效治理，就可以避免上述情况的产生。