治理谐波时关注谐波电流还是谐波电压

这个问题是我们在日常工作中经常遇到的。



一些客户希望我们帮助进行谐波治理，但是当提到治理的目标时，就不知所措了。他们不知道应该用谐波电压、还是谐波电流来作为治理效果的评估参数。



本节根据不同的治理目的，进行讲解。



目的一：治理谐波的目的是满足某个标准的要求。



这种情况最简单，只要按照标准的要求去做就可以了。也就是，按照标准提出的谐波电压和谐波电流限制。



目的二：治理谐波的目的是解决变压器过热、电缆过热、跳闸、无功补偿装置烧毁等问题。



导致这种问题的主要原因是谐波电流，因此要关注谐波电流的治理。根据问题的不同，确定谐波电流的控制点。例如，在图1中，变频器工作时，导致继电保护器误动作，出现跳闸现象。这时，我们应该控制继电保护器的下游的谐波电流，也就是要保证流过继电保护器的谐波电流较小，而不是控制继电保护器的上游的谐波电流。



目的三：治理谐波的目的是解决电子设备受干扰的问题。



这时关注电子设备接入点的谐波电压，电子设备一般允许的电压畸变率是5%。也就是，控制的目标是使电子设备接入电网的位置的电压畸变率小于5%。例如，图2中，当变频器工作时，干扰了仪器仪表，我们在诊断问题时，要测量B点的电压畸变率，而不是A点、C点。在谐波治理时，我们制定的治理目标应该是，B点的谐波电压畸变率小于某个数值，例如3%。谐波治理的方案也是围绕这个目标展开的。



传统上，通常以A点的谐波电压畸变率为治理的目标，这是不合理的。尽管A点的谐波畸变率较小，B点的谐波畸变率可能较大，不能解决干扰的问题。





图2 谐波电压的关注点



要有效治理谐波问题，最有效的方法是在谐波源处进行治理。只要将谐波源的谐波电流发射控制在一定水平以下，就同时解决了谐波电流和谐波电压的问题。当在谐波源处治理谐波时，只要关注谐波电流就可以了。



实际上，在进行系统集成时，最稳妥的方法就是限制负荷的谐波源发射。很多电磁兼容的标准也是针对谐波电流提出的，例如GB17625标准。



谐波滤波器就是专门用于控制谐波电流发射的设备。这种滤波器能够使变频器、中频炉、UPS、充电器等谐波源负荷的谐波电流小于10%。当谐波源的谐波电流发射小于这个程度时，就不会引起各种危害。选用滤波器的方法十分简单，只要知道设备的额定工作电压、额定功率即可。