谐波及其危害

      国际上公认的谐波含义为:“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍”。谐波的产生主要是由于大容量的整流或换流设备，以及其他非线性负载造成。如各种交直流换流设备、变流器、PWM变频器以及节能和控制用的电力电子设备等。此外，数量庞大的家用电器也属于重要谐波源。

     谐波对公用电网和其他系统的危害主要有以下几个方面：

• 使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗。降低发电、输电及用电设备的效率，大量3次谐波电流流过中线时会使线路过热其至发生火灾；
• 谐波影响各种电气设备的正常工作。如谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压等；
• 谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大；
• 谐波会导致继电保护装置的误动，并会使电气仪表计量不准确。
• 会对临近的通讯系统产生干扰。

       根据我们的工程经验，对电力用户来讲，谐波最直接的影响有：

• 造成无功补偿电容器（TSC）无法投运，或者电容器（或其熔断器）烧毁；
• 干扰设备运行，比如在大庆油田某转油站曾发生谐波导致加药泵运转不平稳（工人称之为“咳嗽”）；在安阳钢铁厂曾发生谐波导致PLC频繁跳机；
• 造成数控机床、PLC等控制系统的控制模块或家用及办公电器莫名其妙损坏，比如在湖北某军工厂发生因谐波导致数控机床控制模块不定期损坏，在天津静海区发生谐波导致附近村庄的家用电器损坏等；
• 造成变压器不过载情况下过热或响声过大，电缆过热等等。

      在谐波治理的效益评价方面，目前最大的困难是，除上述4点外，谐波的危害和谐波治理所能带来的经济效益更多的时候都是潜在的，或者说难以量化而只能感性表述。但这并不意味着谐波的危害不严重。做个类比，空气污染、水污染等环境污染，并不是说会立即导致人生病甚至死亡，即便从长期看，也不会导致所有的人都生病或者死亡，但它的威胁一直存在，它的危害足以抵消经济发展所带来的好处。谐波对电网就像环境污染对人一样，属于“慢性毒药”。

       目前我国对电力谐波的相关限制主要依据如下三个国家标准：

• GB/T 14549-93 《电能质量 公用电网谐波》
• GB/Z 17625.6-2003 《电磁兼容 限值 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制》
• GB 17625.1-2003 《电磁兼容 限值 谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）》