隨著科技的不斷進(jìn)步，全球工業(yè)化的進(jìn)程不斷加快，對(duì)各種原材料的需求也不斷增大，特別是鋼材的需求量正以十分迅猛的速度增長(zhǎng)。在2004年中國(guó)鋼材產(chǎn)量達(dá)2.7億噸。成為世界上**大鋼材生產(chǎn)國(guó)家，中國(guó)的鋼材廠家也不斷在發(fā)展壯大，而鋼廠的主要設(shè)備是由電弧煉鋼爐、變頻煉鋼爐和直流電動(dòng)機(jī)等組成。從它的構(gòu)成的原則就決定了這是占據(jù)大量功率及產(chǎn)生大量諧波的設(shè)備裝置。無(wú)功功率的增大及諧波的發(fā)生直接對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重污染。

一、無(wú)功功率的影響：

1、設(shè)備及線路損耗增大。無(wú)功功率的增加使總電流增大，使設(shè)備及線路損耗增加，用電量增加是顯而易見(jiàn)的。

2、增大設(shè)備容量。無(wú)功功率的增加會(huì)導(dǎo)致電流和視在功率的增大，從而使發(fā)電機(jī)、變壓器、用電設(shè)備的容量和導(dǎo)線容量增加，同時(shí)，電力用戶的起動(dòng)及控制設(shè)備、測(cè)量?jī)x表尺寸和規(guī)格也加大，增加了基建的投入。

3、線路的電壓降增大，如果是沖擊性無(wú)功功率負(fù)載，還會(huì)使電壓產(chǎn)生劇烈波動(dòng)，使供電質(zhì)量降低，影響其它設(shè)備的正常運(yùn)行。

二、諧波的危害：

1、諧波使公用電網(wǎng)系統(tǒng)下設(shè)備元件產(chǎn)生了附加諧波損耗，降低了發(fā)電，輸電及用電設(shè)備的效率（導(dǎo)致用電量大增加），大量的3次以上的諧波流過(guò)中性線路時(shí)，會(huì)使線路過(guò)熱損壞甚至發(fā)生火災(zāi)。

2、諧波影響各種電氣設(shè)備的正常工作，諧波對(duì)電機(jī)的影響除了引起附加損耗外，還會(huì)引起機(jī)械振動(dòng)、噪聲增加和過(guò)電壓；使變壓器局部，電容器、電纜等設(shè)備發(fā)熱。加速設(shè)備絕緣老化、減少使用壽命以至設(shè)備損壞報(bào)廢。

3、諧波的發(fā)生還會(huì)引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，從而進(jìn)一步引起諧波放大，使上述的危害大大增加。甚至還會(huì)引起嚴(yán)重電力事故。

4、諧波還會(huì)影響電氣線路中的保護(hù)元件，繼電器、自動(dòng)系統(tǒng)裝置的誤操作，電氣測(cè)量?jī)x表不準(zhǔn)確等等。

5、諧波在注入電網(wǎng)系統(tǒng)后會(huì)對(duì)鄰近的通信信號(hào)產(chǎn)生干擾，影響一定范圍的通話質(zhì)量。觸發(fā)電話鈴響，甚至在極端情況下，威脅通信設(shè)備和人員的**。

綜上所述。無(wú)功功率增大和諧波放大對(duì)供電部門(mén)和用戶自身都造成極大的危害和損失，國(guó)家對(duì)諧波的治理制定了相應(yīng)的控制標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量－公用電網(wǎng)諧波》（GB／T14549－93），只有在國(guó)家允許的諧波含有量下供電部門(mén)才能對(duì)其正常供電。諧波含量超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所允許值的用電戶，供電部門(mén)對(duì)其采取經(jīng)濟(jì)罰款和停止供電等措施。

針對(duì)冶煉行業(yè)的實(shí)際問(wèn)題，一些冶煉廠家的基本目的是提高系統(tǒng)的功率因數(shù)采用安裝無(wú)功補(bǔ)償屏方法，通過(guò)對(duì)無(wú)功功率的調(diào)整，使用補(bǔ)償電容器對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償以達(dá)到功率因數(shù)。無(wú)功補(bǔ)償屏是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)優(yōu)惠的特點(diǎn)，但本身存在較嚴(yán)重的缺陷：

1、產(chǎn)生的諧波電流直接疊加在電容器的基波電流上，使電容器電流有效值變大，本身的溫升增高，甚至引起過(guò)熱，而對(duì)電容器燒毀。

2、產(chǎn)生的諧波電壓直接疊加在電容器的基波電壓上，使電容器電壓峰值大大增加，諧波還使電容器在運(yùn)行中發(fā)生的局部放電不能完成，這往往是使電容器*易損壞的主要原因。

3、因?yàn)槭褂玫碾娙萜髦杏锌赡芘c系統(tǒng)中發(fā)生諧振將諧波放大，這也是*大的危害，不僅對(duì)電容器本身造成損壞，嚴(yán)重時(shí)候還可能危及電網(wǎng)中的各類電氣設(shè)備、破環(huán)電網(wǎng)的正常使用。

直接采用電容補(bǔ)償?shù)姆椒ù_實(shí)可以提高功率因數(shù)，減少無(wú)功損耗的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)諧波治理卻沒(méi)有起到更好的作用，甚至有時(shí)與電網(wǎng)諧振點(diǎn)發(fā)生諧振而產(chǎn)生諧波放大（導(dǎo)致用電量大大增加）。在這樣的基礎(chǔ)下上海坤友電氣有限公司研究開(kāi)發(fā)出的KYLB濾波補(bǔ)償裝置彌補(bǔ)了電容器補(bǔ)償屏的不足，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)高效。

KYLB濾波補(bǔ)償裝置主要是由單調(diào)濾波器對(duì)諧波的抑制，而一個(gè)單調(diào)濾波器是由電容器、電抗器和電阻器等組成。電抗器的電感值選擇與電容器在某次諧波頻率上產(chǎn)生串聯(lián)諧振，形成低阻抗電路，該諧波電流大部份流入濾波器。對(duì)于基波頻率，濾波器仍同電容器一樣向系統(tǒng)提供功率因數(shù)補(bǔ)償，這也是一個(gè)傳統(tǒng)意義的電容器組。綜上所述，供電系統(tǒng)接入消諧濾波補(bǔ)償裝置后可以做到一舉三得。

1、濾除系統(tǒng)高次諧波，減少由諧波所產(chǎn)生的一切噪聲干擾和設(shè)備線路損耗，節(jié)省電能10％～30％左右。

2、同時(shí)對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，使功率因數(shù)達(dá)到理想要求0.95以上（COSφ≥0.95）

3、安裝KYLB濾波補(bǔ)償裝置不僅同時(shí)起到濾除高次諧波、提高功率因數(shù)。而且KYLB濾波補(bǔ)償裝置的增加投入維護(hù)也很少，這樣既節(jié)約成本又減少耗電能。

三、KYLB濾波補(bǔ)償裝置的經(jīng)濟(jì)分析

以負(fù)載為500KW的鑄鋼車(chē)間為例，沒(méi)有安裝補(bǔ)償屏或消諧濾波補(bǔ)償裝置的鑄鋼車(chē)間一般功率因數(shù)都在（COSφ＝0.6～0.7）之間，按負(fù)載率運(yùn)行90％計(jì)算。

有功功率P＝500×90％＝450KW

視在功率S＝640KVA

每月計(jì)算設(shè)備運(yùn)行22天，每天工作12小時(shí)。

每月設(shè)備的耗電能：640×22×12＝168960（度）

每月交納的電費(fèi)費(fèi)用：以現(xiàn)在每度電費(fèi)價(jià)格為0.6元計(jì)算。168960×0.6＝101，376（元）

根據(jù)水電部和國(guó)家物價(jià)局頒布《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法》規(guī)定；按0.9為標(biāo)準(zhǔn)的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定功率因數(shù)為（COSφ＝0.7）時(shí)月電費(fèi)追加10％，功率因數(shù)為（COSφ≥0.95）時(shí)月電費(fèi)下調(diào)0.75％。

實(shí)際功率因數(shù)為（COSφ＝0.7）時(shí)500KW設(shè)備實(shí)際所交納電費(fèi)費(fèi)用為：

101376＋101376×10％＝111，513.6元。

投入KYLB濾波補(bǔ)償裝置后把鑄造車(chē)間的功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?span lang="EN-US">0.95以上（COSφ≥0.95），同時(shí)也對(duì)系統(tǒng)針對(duì)性的3、5、7、11、13次等各次諧波抑制到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)諧波GB／T14549－93《電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波》所規(guī)定的諧波量值以下，達(dá)到電力部門(mén)諧波管理的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。避免供電部門(mén)對(duì)因用戶注入公用電網(wǎng)的諧波量不合格而限制用電、斷電的可能，減少由限制用電、斷電而避免的不必要經(jīng)濟(jì)損失。

安裝KYLB濾波補(bǔ)償裝置不僅濾除諧波，還能對(duì)其功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償在功率因數(shù)補(bǔ)償上后還能節(jié)約一塊電能損耗的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，還是以負(fù)載為500KW的鑄鋼車(chē)間為例把功率因數(shù)提高到（COSφ＝0.95）為標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)約的電能損耗費(fèi)用如下：

有功功率P＝450KW

無(wú)功功率Q＝148KVAR

視在功率S＝475KVA

每月計(jì)算設(shè)備運(yùn)行22天，每天工作12小時(shí)。

每月設(shè)備的耗電能：475×22×12＝125400（度）

每月交納的電費(fèi)費(fèi)用：以現(xiàn)在每度電費(fèi)價(jià)格為0.6元計(jì)算。125400×0.6＝75，240（元）

根據(jù)水電部和國(guó)家物價(jià)局頒布《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法》規(guī)定；按0.9為標(biāo)準(zhǔn)的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定功率因數(shù)為（COSφ＝0.7）時(shí)月電費(fèi)追加10％，功率因數(shù)為（COSφ≥0.95）時(shí)月電費(fèi)下調(diào)0.75％。

實(shí)際功率因數(shù)為（COSφ＝0.95）時(shí)500KW設(shè)備實(shí)際所交納電費(fèi)費(fèi)用為：

75240－75240×0.75％＝74，675.7

所以安裝了一套KYLB濾波補(bǔ)償裝置這500KW的鑄鋼車(chē)間每月能節(jié)省電費(fèi)支出：

111，513.6－74，675.7＝36，837.9（元）

如果500KW負(fù)載無(wú)功補(bǔ)償屏一套設(shè)備售價(jià)要7萬(wàn)元左右，而KYLB濾波補(bǔ)償裝置一套設(shè)備售價(jià)只需10萬(wàn)元左右，正常情況下半年就可以返回設(shè)備成本。本設(shè)備免維護(hù)強(qiáng)，投入運(yùn)行后維護(hù)費(fèi)用基本是零支出。設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，正常運(yùn)行下設(shè)備壽命達(dá)20年。

而使用無(wú)功補(bǔ)償屏雖然能達(dá)到國(guó)家功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但諧波造成的損耗無(wú)法降低，還是會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

實(shí)踐證明，使用KYLB濾波補(bǔ)償裝置比使用無(wú)功補(bǔ)償屏節(jié)約電能20％，減少電費(fèi)費(fèi)用。

四、商業(yè)區(qū)、商場(chǎng)、寫(xiě)字樓、辦公樓等設(shè)施的諧波危害同樣巨大，主要產(chǎn)生諧波的設(shè)備和裝置有：

1.整流器和整流設(shè)備；

2.影視設(shè)備：TV、TV監(jiān)視器等；

3.計(jì)算機(jī)；

4.復(fù)印機(jī)：含圖象復(fù)印機(jī)；

5.打印機(jī)；

6.傳真機(jī)；

7.UPS電源系統(tǒng)；

8.電子控制照明裝置（如調(diào)光、電子熒火燈鎮(zhèn)流器等）；

9.電梯；

10.空調(diào)（尤其是變頻調(diào)速裝置）；

11.焊機(jī)設(shè)備；

12.微波爐；

13.開(kāi)關(guān)模式電源（SMPS）；

14.磁性鐵芯設(shè)備；

計(jì)算機(jī)產(chǎn)生以3次、5次和7次諧波為主的諧波，而筆記本便攜式計(jì)算機(jī)則產(chǎn)生的諧波頻譜更加廣泛。

復(fù)印機(jī)產(chǎn)生以3、5、7、9、11、13次諧波為主的諧波。

可變頻驅(qū)動(dòng)裝置則產(chǎn)生以5、7次諧波*為明顯。

三相供電有六個(gè)脈沖橋式可控硅整流器的UPS電源，則沒(méi)有3次諧波，而5、7次諧波則*為顯著。三相供電有十二個(gè)脈沖可控硅整流器時(shí)，那么11、13次諧波則*為顯著。而單相供電的UPS電源則以3次諧波為主。

諧波的危害與影響：

1.造成電網(wǎng)電壓的嚴(yán)重畸變（用電量大大增加）；

2.電纜電線過(guò)熱，絕緣老化加速，易損壞并導(dǎo)致線間短路和接地故障引起電氣火災(zāi)和人身電擊事故；

3.變壓器和馬達(dá)的過(guò)熱，損壞甚至于燒毀；

4.補(bǔ)償功率因數(shù)的電容器過(guò)熱，易損壞，壽命短；

5.供電系統(tǒng)損耗增加；

6.系統(tǒng)的功率因數(shù)降低；

7.斷路器及漏電保護(hù)裝置、接觸器、熱繼電器等電氣保護(hù)元件過(guò)熱，失靈，誤動(dòng)作，接地保護(hù)裝置功能失常；

8.中性線過(guò)負(fù)荷、發(fā)熱，甚至于燒毀、著火；

9.過(guò)零噪音；

10.集膚效應(yīng)顯著；

11.計(jì)算機(jī)死機(jī)，鎖?。?span lang="EN-US">

12.浪費(fèi)系統(tǒng)容量，降低保護(hù)功能；

13.通訊與影像設(shè)備失誤；

14.給供電系統(tǒng)帶來(lái)難題；

15.對(duì)多租戶大型商用辦公大樓配電系統(tǒng)的諧波治理問(wèn)題糾紛越來(lái)越突出。（其原因有二：其一，辦公設(shè)備效率，節(jié)能以及調(diào)速驅(qū)動(dòng)（ASD），高效熒光照明和電子設(shè)備等，引起系統(tǒng)的諧波畸變水平不斷升高；其二，由于這種系統(tǒng)的多用戶特點(diǎn)和諧波源的小功率，分散性特征帶來(lái)責(zé)任區(qū)分上的困難，因此，當(dāng)諧波問(wèn)題發(fā)生時(shí)，容易引起供用電各方之間的糾紛）；

16.醫(yī)療設(shè)備誤動(dòng)作，帶來(lái)醫(yī)療事故，甚至于電源系統(tǒng)遭到破壞；

17.機(jī)場(chǎng)難以正常運(yùn)行，國(guó)防設(shè)施受到影響；

18.金融、證券交易中心，電源誤動(dòng)作，失靈，停電，將會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失；

19.地鐵、輕軌、電氣機(jī)車(chē)、停電、停運(yùn)造成交通事故。從國(guó)外的電能質(zhì)量分析比如英國(guó)電源質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)的頻率統(tǒng)計(jì)：方面諧波對(duì)地泄漏電流電壓擾動(dòng)

發(fā)生頻率高中低高中低高中低

商業(yè)的71％，20％，9％，20％，31％，49％，51％，27％，22％

公共事業(yè)的60％，20％，20％，31％，31％，39％，31％，49％，20％，

60％，31％，9％，40％，31％，29％，40％，31％，29％

高：一年造成的停機(jī)事故在12次以上；

中：一年造成的停機(jī)事故在2－12次之間；

低：一年造成的停機(jī)事故在1次以下；

從表中可以看出諧波造成停機(jī)事故頻率很高，在所有三個(gè)方面每年事故的報(bào)告在12次以上的均在60％以上，而每年至少1次事故的報(bào)告為80％以上。