长春黄金设计院吉林长春130012
摘要：近年来我国用电性质、用电量不断的发生改变，尤其是计算机电源和变频器等用电设备的大量投入，使电力系统的非线性和感性负荷急剧增加，这样的用电状况会产生大量的谐波电流，在加大供电系统压力同时还会产生很大的干扰，因此，谐波污染受到高度关注.在矿山企业方面，随着矿井通风系统、提升系统以及运输系统变频器驱动的采用，异常情况的发生更加严重.因此在矿山企业供电系统中“谐波污染”已成为主要公害之一，因此对矿山供电系统进行谐波治理很有必要。
关键词：谐波治理；供电系统；应用；措施
引言：
本文主要从谐波应用、谐波形成原因和谐波治理措施等几个方面作探讨，力争取得一些具有实用价值的成果。发现谐波问题的重要手段为谐波检测，同时是谐波治理措施实施的有力依据和基础。接下来我们对电力系统中的电力电子技术应用的主要方面作了综述，预测了我国电力系统中应用电力电子技术的发展趋势，介绍和分析了有源功率因数校正器和用于治理电力电子设备谐波污染的有源电力滤波器的技术难点、基本原理和发展方向。
1.谐波的形成原因
1.1质量不高的发电源导致谐波的产生：发电机由于很难做到铁心的绝对均匀一致，三相绕组在制作上也很难绝对对称以及其他一些原因，少量的谐波也会在发电源中产生。
1.2输配电系统当中谐波的产生：电力变压器是谐波的主要来源之一，这样磁化电流就形成尖顶波形，奇次谐波就是其产物。它的结构形式与大小息息相关。
1.3谐波在用电设备当中的产生：晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在铝电解槽、电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面应用越来越广泛，给电网带来了大量的谐波。我们知道，采用移相控制的晶闸管整流装置，在电网上吸收缺角的正弦波，从而使电网也留下了另一部分缺角正弦波，明显当中含有大量的谐波。假若将整流装置改为整流单相电路，奇次谐波电流产生在接感负载时，所含谐波可达基波的30%；奇次谐波电压包含在接容性负载，在电容值增大的情况下谐波含量也随之增大。假若将整流装置更换为三相全控桥6脉整流器，供电线路及变压器原边将有的奇次谐波电流达五次以上；如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。记录表明：由整流装置产生的谐波是最大谐波源。
2谐波来源
电气设备是电力系统中的谐波的主要来源，也就是说来自用电设备和发电设备。因为发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此电压波形在发电机中发出后也不可能是一点不失真的正弦波。目前我国使用的发电机有两大类：凸极机和隐极机。凸极机多用于水轮发电机，隐极机多用于汽轮发电机。
就谐波分量来说，凸极机劣于隐极机，但随着科技进步，可IGBT、控硅等电子励磁装置的投入，使发电机的谐波分量有所上升。当端电压在发电机中高于额定电压的10%以上时，由于磁饱和的电机，电压的三次谐波会明显增加。同样在变压器的电源侧电压超过额定电压10%以上时，也会使三次谐波在二次侧电压处明显增加。由于电网中电压偏移在±7%以下，所以变电和发电设备产生的谐波分量相对较小，比国家的考核标准低的多，因此变电和发电设备不是影响电网电压波形方面质量的主要因素。
为此，非线性用电设备才是影响电网电压波形质量的主要因素，也就是说谐波主要来源于非线性用电设备，非线性用电设备主要有以下四大类：
（1）电弧加热设备：如电焊机、电弧炉等。
（2）交流整流的直流用电设备：如电镀、电力机车、电解等。
（3）交流整流再逆变用电设备：如变频空调、变频调速等。
（4）开关电源设备：如中频炉、电子整流器、彩色电视机、电脑等。
这些用电设备都是非线性用电设备，但它们产生的谐波各不相同。
3谐波治理措施
3.1谐波治理的总体思路：预防应当是谐波治理的首要，控制好产生谐波的源头，使系统中产生的谐波尽量减小，就可以不用再进行进一步的治理或者更方便的治理。因此，在选择构建系统和设备时，就应该重点考虑减小谐波。对于直流和交流两大类通信电源设备：在其他条件类似或同等情况下，UPS系统应该优先选择Delta变换的设备或者12脉冲，直流系统应优先选择完善的滤波措施的产品和有更好的整流电路。其次，做到预防之后，再考虑补救措施。特别是对于低压系统用户来说，因为系统结构已经固定，所以只能通过加装滤波器和电抗器等来解决谐波问题。
3.2预防谐波的措施。避免谐波及其后果出现的措施是最有效的预防性解决办法，（1）在整流器当中将相位抵消（找到适当的相位移动，高脉波数整流器可以控制谐波）或消除谐波。应该使用整流器中较高脉波数的（2）开发有效的方法和过程来控制，消除或减小谐波在电力系统中的存在。
3.3治理谐波的补救措施可以用克服谐波问题所采用的技术，包括使用LC无源滤波器、电路解谐、使用有源滤波器。
4.供电系统的组成
（1）矿山供电系统，矿井供电线路、配电设备和变电站组成的系统。安全可靠是矿井对供电系统的主要要求。地面供电系统包括低压配电网、地面变电所。（2）电力牵引供电系统，电气化铁路向电力机车供给牵引用电能的系统。主要由接触网和牵引变电所组成。牵引变电所将电力高压输电线送来的电能加以变流和降压后输送给接触网，以供给沿线路行驶的电力机车。（3）供电系统谐波，对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。（4）供电系统阻抗，供电系统阻抗的定义为公共连接点看进去的供电系统的阻抗。（5）间谐波，间谐波是把含有供电系统设计运行频率（我国是50HZ）非整数倍频率的电流或电压。（6）星形链接，将负载中每相的末端或三相电源接在一起形成一个中性点，再从每相的始端引出端线的连接方式。
5谐波治理的意义
首先，它使企业设备的供电质量得以提升，设备运行的可靠性得以提高，从而达到减少因设备误动作而造成的经济损耗的目的；其次，可以降低用电设备的热量产生，减少设备的老化问题，以达到增加设备寿命的目的，尽量减少维护设备，同时减少在输配电线路上谐波电电流的损耗；第三，减少对系统信号传输的影响也是谐波治理的主要功效之一，使系统更加安全可靠，同时电网中电容器的谐振得到补偿；第四，可以减少公共电网被谐波的污染。
4结语：随着工业生产质量和人民生活质量的提升以及科学的发展进步，非线性用电设备大量使用在电网中，造成了比重越来越大的电网谐波分量。它既干扰电网的保护装置和自动化装置的自动运行，又造成了这些装置的误动与拒动，而且同时也增加了电力运输在电网上的损耗，使电网的安全运行受到威胁。因此，我们对非线性用电设备产生的谐波必须进行治理，使谐波分量不超过国家标准。
参考文献：
[1]谐波治理设备在供电系统中的应用[J].国外电子测量技术.2015
[2]浅析供电系统中谐波治理设备的应用[J].商品与质量.2015