本文選自北大核心級期刊《農機化研究》，本刊為農業工程類學術期刊，其投稿要以緊緊圍繞大農業概念下（包括農、林、《農機化研究》牧、副、漁）的機械化、電氣化、自動化及數字化相關的新理論、新技術、新成果和綜合述評為核心內容，語言精煉、結構完整、表達準確。

　　摘要：隨著社會工業化水平的提高，越來越多的電能污染進入電網，其所帶來的電能污染也越來越嚴重。必須對各種電能污染進行詳細分析，以確定其危害和制定相應的治理措施。一般來說，電能污染可以劃分為穩態電能污染和暫態電能污染。

　　關鍵詞：設計,污染,諧波,損耗

　　穩態電能污染中的諧波污染是目前穩態電能污染的最嚴重和核心問題，對諧波污染的危害己進行了大量研究工作，得到了大量系統的結論。

　　1.對旋轉電機的污染。汽輪發電機轉子為敏感部位，因為汽輪發電機轉子的諧波和負序溫升比定子大，存在局部的突出高溫部位，國內曾發生過向電鐵供電的汽輪發電機轉子部件嵌裝面過熱受損的事故。并且當負序電流流過發電機時，產生負序旋轉磁場，產生負序同步轉矩，使發電機產生附加振動。諧波也會引起發電機的振動并發出噪聲，長時間的振動會引起金屬疲勞和機械損壞。

　　2.對電力變壓器的污染。諧波電流在變壓器繞組要產生附加損耗，該損耗相當大，除此之外還能引起外殼、外層硅鋼片和某些緊固件發熱，并可能局部過熱，加速變壓器的老化，污染其使用壽命。負序電流造成電力系統三相電流不對稱和變壓器的額定出力不足。

　　3.對輸電線路的污染。諧波使網損增大，在發生系統諧振或諧波放大的情況下，諧波網損可達到相當大的程度。一般來說，諧波電流與基波電流相比所占比重不大，但諧波頻率高，導線的集膚效應使諧波電阻增加很多，因此由諧波產生的附加損耗也大。對于采用電纜的輸電系統，還可能使電能波形出現尖峰，從而加速電纜絕緣的老化，使介質損耗增加及溫升增高，從而縮短電纜的使用壽命。通常電纜的額定電能越高，諧波對電纜的危害也越大。

　　4.對繼電保護和自動裝置的污染。諧波在負序(基波)量的基礎上產生干擾，如對各種以負序濾波器為啟動元件的保護及自動裝置干擾。由于保護按負序(基波)量整定，整定值小，靈敏度高。

　　5.對弱電系統設備的干擾對于計算機網絡、通信、有線電視、報警與樓宇自動化等弱電設備，電力系統中的諧波通過電磁感應、靜電感應與傳導方式禍合到這些系統中，產生干擾。其中電感應與靜電感應的藕合強度與干擾頻率成正比，傳導則通過公共接地禍合，有大量不平衡電流流入接地極，從而干擾弱電系統。

　　6.污染電力測量儀表的準確性。目前采用的電力測量儀表有磁電型和感應型，它們受諧波的污染很大。特別使電能表(多采用感應型)，當諧波較大時將產生計量混亂，測量不準確。

　　暫態電能問題其實質就是暫態電能問題，或者電網遭受外來干擾侵襲及內部故障、操作所帶來的系統沖擊問題，其主要性能指標是：電能脈沖、浪涌、電能跌落及瞬時電能中斷。目前，在所有暫態電能問題中，根據國內外相關資料，暫態電能跌落的污染最為普通。

　　優化電力設計是改善電能指標的唯一手段，是優質供用電的必要條件，也是節能降耗的主要手段。隨著電能技術監督的深入，《中華人民共和國電力法》中與電能相關條款實施執行力度的加大，以及與電能相關的治理處罰措施的頒布實施，電力優化設計已越發顯得重要。電力優化設計主要包括諧波抑制設計、無功補償設計、閃變抑制設計等。

　　1、優化無功補償設計，當線路、變壓器傳輸功率時，會產生無功功率，因而如果能改變線路、變壓器等電網元件上的無功功率，也就改變了電網電能的污染大小。由無功功率表達式△U=(PR+QX)/U可知，要改變無功功率有兩種辦法。一種改變網絡參數，可用的辦法是串聯電容，利用串接的電容、電感上電能相位差180的特點，抵消部分電抗;另一種是改變電網元件中傳輸的功率。在滿足負荷有功功率的前提下，要改變供電線路、變壓器傳輸的有功功率，是比較困難的，除非負荷是由環形網供電。所以改變線路、變壓器傳輸功率都是改變其無功功率。

　　2、優化電網無功功率分布設計，改變電網參數改變元件的電阻和電抗，也能起到改變無功功率的作用。增大導線截面減小電阻以減小無功功率，這種方法只是在負荷功率因數較高、原有導線截面偏小的配電線路中才比較有效。一般不宜采用。改變電網的接線方式，如切除或投入雙回線路中的一回線路，切除或投入變電站中一部分并列運行的變壓器等。采用以上方法時，要考慮不降低供電可靠性和不顯著增加功率損耗等因素，所以投切線路的辦法很少采用。電網中用的最多辦法是減小線路中的電抗。在超高壓輸電線路中廣泛采用的分裂導線就可以明顯降低線路的電抗。在我國，220kV線路一般采用二分裂，500kV線路采用四分裂。采用分裂導線，還可以減少導線周圍的電場強度，減小電暈放電，降低線路電抗。

　　優化電力設計是個比較復雜的問題，因為整個系統每個節點的電能都不相同，運行條件也有差別，因此，優化電力設計要根據系統具體情況選用合適的方法。

　　參考文獻：

　　[1]孫洪波.電力網絡規劃.重慶：重慶大學出版社，1996，25-31

　　[2]田衛東.國外電力規劃理論的新發展.中國能源，1993，45-64

　　[3]束興春，孫向飛.粗糙集理論在電力系統中的應用.電力系統自動化.2004，28(3)：90-95