系統(tǒng)概述：

隨著城市進(jìn)程的加快，和對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，國(guó)家大力發(fā)展公共交通行 業(yè)，其中軌道交通系統(tǒng)是城市公共交通網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分，關(guān)系到城市的順暢 運(yùn)行，與人們的生活息息相關(guān)。 

在軌道交通系統(tǒng)中，主要用電設(shè)備分為 2 個(gè)系統(tǒng)，分別是電動(dòng)機(jī)車(chē)運(yùn)行所需 牽引動(dòng)力用電和車(chē)站車(chē)庫(kù)等建筑內(nèi)部用電，其中由于牽引負(fù)荷安裝在 35KV 側(cè)， 一般采用 12 脈波的整流裝置，諧波含量較低；但是車(chē)站和車(chē)庫(kù)等建筑內(nèi)主要用 電負(fù)荷為建筑物所需要的動(dòng)力照明用電以及控制系統(tǒng)信號(hào)系統(tǒng)用電，諸如：通風(fēng) 機(jī)、空調(diào)、自動(dòng)扶梯、電梯、水泵、照明、AFC 系統(tǒng)、FAS、BAS、通信系統(tǒng)、信 號(hào)系統(tǒng)等。 

車(chē)站等建筑內(nèi)部是人員流動(dòng)最為密集的區(qū)域，也是人員和設(shè)備接觸最為密集 的區(qū)域，建筑內(nèi)部的供配電系統(tǒng)以及信號(hào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，和人員安全以及 設(shè)備安全又直接關(guān)系，一旦出現(xiàn)意外情況，會(huì)造成超乎想象的事故后果，不單單 是人員或者設(shè)備的損傷，更是公共事件，所以車(chē)站內(nèi)的用電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的穩(wěn) 定性至關(guān)重要。

諧波產(chǎn)生和危害的分析： 

1.諧波： 諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對(duì)周期性的 非正弦電量進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解，除了基波頻率的電量，其余大于基波頻率的電 流產(chǎn)生的電量，稱為諧波。 諧波次數(shù)是諧波頻率與基波頻率（n=fn/f1）的比值。 

2.諧波的產(chǎn)生 諧波產(chǎn)生是由于正弦電壓加壓于非線性負(fù)載，基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波， 主要非線性負(fù)載有 UPS、開(kāi)關(guān)電源、整流器、變頻器、變頻空調(diào)、感應(yīng)電爐、電 子計(jì)算機(jī)、充電器，它們的諧波波形如下：

3.諧波的危害：

配電網(wǎng)絡(luò)中存在著大量的諧波電流，對(duì)設(shè)備的安全和生產(chǎn)的穩(wěn)定造成極大的 危害和影響：

（1）對(duì)于變壓器，諧波電流可導(dǎo)致銅損和雜散損耗增加，諧波電壓則會(huì)增 加鐵損和銅損，同時(shí)降低電網(wǎng)容量。 

（2）電網(wǎng)中如有較大的諧波含量，容易導(dǎo)致電容器組和系統(tǒng)電路發(fā)生的并 聯(lián)諧振而引起的燒毀，致使無(wú)功補(bǔ)償柜無(wú)法進(jìn)入投運(yùn)或者不能正常運(yùn)行，加重 功率因數(shù)不合格的影響。 

（3）諧波電流的發(fā)熱作用大于有效值相等的工頻電流，諧波含量較高的電 流能使斷路器的開(kāi)斷能力降低，加大了斷路器容量的配置。諧波還會(huì)使低壓配電 系統(tǒng)低壓進(jìn)線柜的電壓保護(hù)由于相位變化而誤動(dòng)或拒動(dòng)。

（4）在電力系統(tǒng)中，因?yàn)橼吥w效應(yīng)，高的諧波頻率增加了導(dǎo)線的諧波電阻。 因此諧波電流會(huì)增加線路損耗，并降低線路的傳輸能力。此外諧波還可能引起浸 漬絕緣局部放電，加速電纜絕緣老化，縮短電纜的使用壽命。

（5）如果加于電度表的電壓、電流的波形為非正弦波，使工作磁通的波形 變?yōu)榉钦也?，任何非正弦波均可分解為一系列高次諧波，同頻高次諧波磁通之 間相互作用會(huì)產(chǎn)生附加力矩，因而引起附加誤差，甚至造成計(jì)量混亂。

（6）諧波的存在，會(huì)使控制設(shè)備損壞或出現(xiàn)誤動(dòng)作的幾率大大增加。電力 電子設(shè)備對(duì)供電電壓的諧波畸變很敏感，如可編程控制器（PLC），在較高的畸 變量可導(dǎo)致控制設(shè)備誤動(dòng)作，進(jìn)而造成生產(chǎn)或運(yùn)行中斷，導(dǎo)致更大的經(jīng)濟(jì)損失。 

（7）諧波對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，中性線過(guò)電流---建筑 LED 危害嚴(yán)重；

（8）對(duì)于生產(chǎn)線，一旦在生產(chǎn)過(guò)程中，出現(xiàn)誤跳閘，那么有生產(chǎn)的產(chǎn)品出 現(xiàn)報(bào)廢，輕則造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，重則耽誤工作計(jì)劃進(jìn)度，延長(zhǎng)交貨期，帶來(lái) 惡劣影響。由于諧波電流而導(dǎo)致電能質(zhì)量不高，使得電機(jī)工作不穩(wěn)定，也會(huì)導(dǎo)致 生產(chǎn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

諧波治理效益的分析：

對(duì)于電網(wǎng)而言，諧波是一種污染，它會(huì)影響和損壞周邊的設(shè)備。諧波會(huì)加大 電力元件如變壓器的附加損耗，導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱。諧波的存在還會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)償電容器 與配電系統(tǒng)發(fā)生諧振，放大諧波，導(dǎo)致電容器損害甚至爆炸。諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保 護(hù)裝置誤動(dòng)作，引起測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確。 使用 CoEpo APF 系列有源電力濾波器后，低壓配電系統(tǒng)將會(huì)得到以下好處：

1) 減少諧波含量，避免電容器組和系統(tǒng)電路可能會(huì)發(fā)生的并聯(lián)諧振而引起 的燒毀，保證無(wú)功補(bǔ)償柜的正常運(yùn)行。 

2) 減小流過(guò)配電線路的電流有效值，提高功率因數(shù)，消除流過(guò)配電線路的 諧波。從而大大減小線路損耗，降低配電線纜的溫升，提高線路帶載能 力。 

3) 減少控制設(shè)備和繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作或拒動(dòng)作，提高供電的安全和可靠 性。 

4) 補(bǔ)償三相電流不平衡，減少變壓器和線路的銅損以及中線電流，提高供 電質(zhì)量。 

5) 減小變壓器的附加損耗，降低噪聲，提升變壓器的帶載能力。 

6) 按照業(yè)界的經(jīng)驗(yàn)，有源濾波器濾除配電系統(tǒng)的諧波后，還可以節(jié)省 5%～ 15%電費(fèi)，具體能節(jié)省多少，與配電系統(tǒng)的配置有關(guān)。 

7) CoEpo APF 接入后，還能提升變壓器和配電線纜的帶載能力，相當(dāng)于對(duì) 系統(tǒng)進(jìn)行了一次擴(kuò)容，減少了系統(tǒng)在擴(kuò)容方面的投入。 

綜上，在系統(tǒng)嚴(yán)重的諧波污染得以完美治理后，系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率將會(huì)得到提成，系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行也可以得到有力的保障，因此諧波治理對(duì) 系統(tǒng)的效益十分巨大。

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