常 鵬

延長石油（集團）有限責任公司永坪煉油廠

低壓供電系統(tǒng)諧波分析及治理

常 鵬

延長石油（集團）有限責任公司永坪煉油廠

本文主要針對諧波對低壓供用電系統(tǒng)帶來的電磁干擾和系統(tǒng)污染等問題進行了分析，全面分析了諧波的產(chǎn)生及危害，并對諧波干擾的防范及處理進行了探究，提出了諧波治理方案及解決對策。

諧波；諧波治理；諧波產(chǎn)生；諧波危害

隨著現(xiàn)代科技水平的提升，我廠供電系統(tǒng)中也涌入了大量先進的電力電子產(chǎn)品，例如（UPS、EPS、變頻器、軟啟動、計算機等），這些先進的設(shè)備在更好了滿足生產(chǎn)需要的同時，也給供電系統(tǒng)中引入了大量的非線性負載，這也就使得電力諧波、電壓波動和電磁干擾等引起電磁環(huán)境和電能質(zhì)量迅速惡化。

一、諧波的危害

諧波主要由大容量整流或換流設(shè)備以及其他非線性負荷產(chǎn)生，表現(xiàn)在供電系統(tǒng)中為：導致電流、電壓波形畸變。從而影響供電質(zhì)量。具體危害如下：

1、據(jù)現(xiàn)場反饋，變頻器經(jīng)常出故障，大量的諧波產(chǎn)生對用電設(shè)備本身造成了嚴重損壞，是用電設(shè)備發(fā)生故障的重要原因。

2、造成電壓波動、閃變和三相不平衡等電能質(zhì)量問題，危害電網(wǎng)安全運行。

3、對保護系統(tǒng)造成電磁干擾，使儀器不能正常的進行檢測，從而導致保護設(shè)備誤動作，使用電設(shè)備斷電，對設(shè)備本身造成損壞，減少設(shè)備使用壽命。

4、導致線纜損耗增加，加速了線材的絕緣老化，也增加了變壓器的損耗。

5、3次及3次倍數(shù)的諧波電流會疊加在中性線上，使零線電流過大。

6、諧波電流引起集膚效應，線損加大，發(fā)熱增加，加速電纜絕緣老化和縮短電纜使用壽命，也容易發(fā)生接地短路和人身事故。

7、諧波使中性線電流顯著增加甚至達到相線電流的兩到三倍，致使中性線過熱、燒毀，甚至導致火災。

8、諧波電流容易引發(fā)局部并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，嚴重降低供電安全，導致電容柜電容及保護元器件擊穿、母排燒毀，給機房安全埋下隱患。

9、諧波電流增加變壓器銅損，鐵損與雜散損耗，導致負載容量下降，擴容增大了配電房的成本。

10、高精密儀器是電路中很重要的部分，對EMC要求高，諧波干擾了這些儀器正常的數(shù)據(jù)監(jiān)測，會對整個電路系統(tǒng)造成危害，甚至會引起整個系統(tǒng)的癱瘓。

二、我廠低壓供電系統(tǒng)諧波現(xiàn)狀

二聯(lián)合配電室變頻器單回路諧波測試數(shù)據(jù)（表一）

二聯(lián)合配電室二催化低壓1#進線處測試數(shù)據(jù)（表二）

通過對我廠電氣車間二聯(lián)合配電室現(xiàn)場實際測試，根據(jù)表一、表二所列數(shù)據(jù)，我們可以清楚的看到在單獨的變頻器回路中，電流畸變率達到95%以上，在1#進線處的電流畸變率也達到10%，以上數(shù)據(jù)表明，諧波對我廠的供電質(zhì)量確實有一定的影響；并且通過測試設(shè)備也可以檢測到，產(chǎn)生諧波影響的主要為5、7次諧波。

三、諧波治理建議

在配電系統(tǒng)中加裝濾波裝置進行諧波抵消或吸收，分別是安裝有源濾波裝置或無緣濾波裝置。

濾波裝置安裝示意圖

四、諧波治理后達到的效果

1、降低電流波形畸變率，降低主要此波電流，降低保護裝置誤動，提高供電質(zhì)量；

2、降低設(shè)備損耗，減緩其絕緣老化；

3、提高變壓器使用壽命，降低變壓器運行穩(wěn)定；

4、保證電容補償裝置的使用壽命，提高精密儀表、儀器的精度和穩(wěn)定性。

五、諧波治理后效益分析

1、減少諧波含量，可以消除諧波擊穿無功補償裝置中電容器的威脅，避免系統(tǒng)電路可能會發(fā)生的并聯(lián)諧振而引起事故，保證設(shè)備的正常運行。

2、減小流過配電線路的電流有效值，提高功率因數(shù)，消除流過配電線路的諧波，從而大大減小線路損耗，降低配電線纜的溫升，排除因線路或設(shè)備因發(fā)熱帶來的火災隱患。

3、減少控制設(shè)備和繼電保護裝置誤動作或拒動作，提高供電的安全和可靠性。

4、補償三相電流不平衡，減少變壓器和線路的銅損，提高供電質(zhì)量。