探析低壓配電線路無功補償裝置諧波治理技術

孟子嫄

摘要隨著我國電力行業的快速發展，電力系統的正常運行給人們的生產生活帶來了很大的便捷。但是，諧波還會給低壓電網帶來很大的影響，因而本文主要對這種影響進行分析，進而探討低壓配電線路無功補償裝置諧波治理技術，從而提高電力系統的安全運行效率。

關鍵詞低壓配電線路；無功補償裝置；諧波治理技術

隨著社會的不斷發展，電力的支撐作用越來越突出，各行各業對電能的依賴程度越來越大，但是，在電力系統正常運行過程中，還會出現很多問題，不僅有安全質量問題，同時也有諧波影響問題。從20世紀30年代起，人們就逐漸關注到電力行業中的諧波問題，近些年，隨著電子技術的不斷發展，電子裝置產品在電力系統中得到了普遍應用，諧波也隨之產生，諧波主要作用于電網的電壓和電流，使其波形發生異常變化，從而影響了電力質量，甚至給用電設備的正常運行帶來了很大的影響，因而，探析低壓配電線路無功補償裝置諧波治理技術就十分必要，需要引起各大電力企業的高度重視。

1諧波對低壓電網的影響

1.1諧波對低壓配電線路的影響

當低壓配電線路中有諧波電流通過時，就會出現集膚效應和有功功率損耗，導致諧波的電阻變大，造成附加線路上電流損耗的增加，嚴重影響低壓配電線路的效率，并影響用電的質量。此外，通常情況下通過中性線的電流都比較小，所使用的線也比較細，當有大量三次諧波從其中穿過時，就會導致配電線路在較短時間內溫度驟升，高溫狀態對線路絕緣產生嚴重影響，造成短路事故的出現，甚至會引發火災等嚴重事故。

1.2引發電網諧振

諧振的發生是由于電感電容儲能元件普遍存在于電力系統中，如果在電力系統正常運行過程中，和諧波發生諧振現象，而在系統的內部存在著諧振點，這樣經過長時間的運行，就會給系統帶來很大的損害。當諧波電壓或者諧波電流出現時，就會影響繼電保護器的正常運行，甚至造成錯誤的移動，這樣就會嚴重影響電力設備的正常運行。同時，如果出現諧波，就會嚴重影響測量回路的特性，導致測量結果誤差較大，也可能出現二次設備動作頻繁，造成繼電保護裝置的接觸點粘結或者接觸不良，進而給電力系統的正常運行帶來嚴重影響，造成企業利益的損失。

1.3對主變壓器的影響

諧波會對主變壓器帶來很大的危害，主要是因為電力企業的主變壓器是非電爐變壓器，這種變壓器具有自身獨特的特性，如繞組損耗較為固定，因而當出現諧波電流時，就是增大其繞組損耗，這樣就會增加內部以及外殼部緊固件的溫度，經過長時間的運行，就會給絕緣體帶來嚴重影響，降低了電力設備的使用年限，給變壓器帶來了嚴重損害，進而給企業利益帶來損失。

1.4對電容器的影響

諧波很容易對電容器帶來影響，當出現諧波電壓，且作用于電容器時，此時電容器的溫度會不斷升高，當溫度達到或者超過電容器所能承受的最大限度時，電容器就會發生爆炸的危害，給電力企業帶來很大的經濟損失，同時，電容器和諧波發生作用，產生諧波諧振，就會給電網的正常運行帶來很大的損失。

2諧波治理的技術措施

諧波治理對于降低配電線路中一些諧波的含有率及電壓總諧波畸變率有著重要意義，進而有效增強供電的質量，避免各種測量儀器、控制和保護裝置、用電設備等受到損壞，以及保證整個電網運行的高效、安全。諧波治理的措施主要有兩種，分別是在用戶端及電網端進行諧波治理。

2.1在用戶端實施的諧波治理

這種在用戶端開展的諧波治理方式是在客戶端植入有源濾波器或者無源濾波器來實現諧波治理的。無源網絡是無源濾波器必不可少的，其組成元件有電容、電感和電阻等，通過這些組件來對電氣負載產生的諧波電流進行吸收，該諧波治理方法是應用最為廣泛的措施。無源濾波器主要包括調諧濾波器和無源濾波器，而調諧濾波器又包括單調和雙調兩種，分別被用在單一次波和相鄰兩次諧波的治理方面。高濾波器主要是用于某次及其各次諧波的吸收。

2.2在變電站實施的諧波治理

混合型電力濾波器是在電網端開展諧波治理應用比較普遍的方法?；旌闲碗娏V波器是有源濾波器和無源濾波器的混合使用，混合型電力濾波器又可以分為串聯混合型和并聯混合型兩種電力濾波器。

3合理選擇低壓無功補償裝置

3.1掌握諧波的含量及負載的性質

能夠抑制諧波的成套濾波器及普通低壓電容補償設備都可以實現低壓無功補償，主要是對諧波含量的大小及負載性質的區分。其中諧波含量的測試需要借助諧波測試儀。而電力負載性質的區分需要注意3個方面：第一，負載的變化幅度及變化頻率；第二，三相負載中協調一致程度的高低；第三，負載中諧波源的容量。而在一些特殊行業及場所，例如，大型商用場所、造紙行業、起重設備制造行業等，會用到較多的大容量熒光燈和變頻器，對諧波的抑制有非常高的要求，這就需要結合實際需要來進行設備的合理選擇。

3.2負載及配電網技術參數的搜集

電網系統準確的數據及相關信息是設計濾波器的關鍵，必須要隨負載及配電網的參數進行搜集，其中搜集的參數主要包括運行電壓的變化范圍及大小、電網的額定電壓；電網電壓畸變率的實際測試值；基波頻率無功負載狀態；關于諧波電壓及電流的相關行業及國家的標準等。

3.3諧波含量的預測

結合上部分對技術參數及負載性質相關信息的收集，借助仿真模型的計算機來仿真計算初步提出的補償方案，對于諧波共振或諧波放大現象是否會出現進行預測，以實現提前進行必要的防治措施。

4無功補償裝置的合理選擇

根據上文所述可以得出，諧波的產生將直接影響電力系統的正常運行，同時，會降低電力設備的使用年限，進而給電力企業效益帶來很大損失，而隨著我國科技水平的不斷提高，且在電力行業中的不斷應用，大大提高了電力系統的安全運行效率。而具有克制諧波功能的低壓無功補償裝置以及諧波濾波器的出現，對于電力企業效益的提升至關重要。低壓電網的諧波出現較多的是1、7、13次諧波，低壓諧波濾波器可以在實際使用中發揮著重要的作用。該裝置主要是電容器串聯電抗器組成。

固定式單調諧波濾波器組，該裝置主要由濾波電抗器和電容器組組成，在選擇電抗器的電感值過程中，主要是使電網間存在的最低次諧波頻率要大于LC回路形成的諧波頻率，以保證設計的諧波頻率系數為141Hz。

有源濾波器，該裝置技術水平較為先進，是一種新型的裝置，主要在國外生產，在國內生產的數量較少，該裝置具備很好的優勢，如響應時間較短，通常而言小于1ms，實現了三相補償諧波電流，諧波次數甚至可以達到50次，進而可以有效的降低企業損失，從而促進整個電力行業的高效發展。

5結論

綜上所述，隨著我國社會和經濟的不斷發展，電力行業突飛猛進的發展為整個社會的發展提供了很大的動力，對于促進整個國民經濟的提升有著重要意義。但是在低壓電網實際運行過程中，還會出現很多問題，尤其是諧波的危害，給電力企業帶來了大的損失，這就要求相關企業必須要充分了解諧波的危害，進而提出低壓配電線路無功補償裝置的諧波治理技術，提高電力行業的安全效率。