电力系统在现代社会中扮演着至关重要的角色，保障其稳定性和可靠性是电力工程师的重要任务。涌流和谐波是影响电力系统性能的两大问题。涌流会对电力设备造成冲击，缩短其使用寿命，而谐波则会导致设备损坏、能效降低以及电网不稳定。本文将详细探讨电力系统中的涌流抑制与谐波治理，重点介绍其原理、常用方法及技术措施。

一、涌流抑制

1. 涌流的定义及成因

涌流是指电力系统中电流突然增大的现象，常见于电力设备启动、短路或负载突变时。涌流会造成电力设备的机械冲击和电热应力，可能导致设备损坏或系统不稳定。

2. 涌流的影响

• 机械应力：涌流产生的巨大冲击力会对电力设备的机械部分造成损害，缩短设备寿命。
• 热应力：涌流带来的高温会加速电力设备的老化，增加故障率。
• 系统稳定性：涌流可能引起电压波动，影响整个电力系统的稳定性和可靠性。

3. 涌流抑制的方法

• 软启动器：通过调节电压或频率，逐渐增加电机的启动电流，避免瞬时大电流冲击。软启动器广泛应用于大型电动机、泵和压缩机等设备。
• 限流电抗器：在电力系统中加入限流电抗器，以限制短路电流和启动电流，减少对系统的冲击。
• 瞬时过流保护：通过安装过流保护装置，如断路器和熔断器，当涌流超过设定值时迅速切断电源，保护设备和系统。
• 缓启动控制器：应用于各种电动设备，通过控制电压和电流的渐进增加，降低启动涌流。

二、谐波治理

1. 谐波的定义及成因

谐波是指电力系统中电压或电流波形的正弦波形被高频分量畸变的现象。谐波主要由非线性负载（如整流器、变频器、计算机电源等）产生，这些负载在工作过程中会引入不同频率的谐波分量，叠加到电力系统的基波中。

2. 谐波的影响

• 电能质量下降：谐波导致电力系统波形畸变，降低电能质量，影响设备正常运行。
• 设备损坏：谐波引起的额外发热会损坏电力设备，缩短其使用寿命。
• 能效降低：谐波导致系统损耗增加，降低能效，增加电力成本。
• 电磁干扰：谐波可能产生电磁干扰，影响通信设备和敏感电子设备的正常工作。

3. 谐波治理的方法

• 有源电力滤波器（APF）：通过实时监测和补偿谐波电流，有效消除谐波。APF可以动态调节，适应不同负载条件，具有高效的谐波治理能力。
• 无源滤波器：由电感、电容和电阻组成的滤波网络，针对特定频率的谐波进行滤除。无源滤波器成本较低，但只能针对特定谐波频率。
• 谐波抑制变压器：在变压器设计中增加谐波抑制功能，通过变压器的电气特性降低谐波影响。
• 相控整流技术：通过调整整流器的导通角，减少谐波产生，是一种常用的谐波抑制技术。
• 电力电子装置优化：优化电力电子装置的设计和控制策略，减少其工作过程中的谐波产生。

涌流抑制和谐波治理是保障电力系统稳定性和可靠性的重要手段。通过软启动器、限流电抗器、过流保护等方法，可以有效抑制涌流对设备的冲击；而通过有源电力滤波器、无源滤波器、谐波抑制变压器等技术手段，可以显著降低谐波对系统的影响。