柳洪波

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司平度市供電公司，山東青島，266700）

探析低壓配電線路無功補(bǔ)償裝置諧波治理技術(shù)

柳洪波

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司平度市供電公司，山東青島，266700）

本文在分析諧波污染對(duì)低壓配電網(wǎng)影響的基礎(chǔ)上，對(duì)低壓配電線路無功補(bǔ)償裝置諧波治理技術(shù)進(jìn)行了分析。

低壓配電線路；無功補(bǔ)償裝置；諧波治理技術(shù)

0 前言

在低壓配電網(wǎng)運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)非線性負(fù)荷，導(dǎo)致低壓配電網(wǎng)的功率因數(shù)下降，致使諧波污染出現(xiàn)，使得低壓配電線路的運(yùn)行效率下降，供電可靠性及穩(wěn)定性受到影響，穩(wěn)定的電力供應(yīng)是社會(huì)生活各個(gè)方面正常進(jìn)行的前提，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及社會(huì)生活的持續(xù)進(jìn)步，電力供應(yīng)的支撐作用越來越明顯地體現(xiàn)出來，各行各業(yè)對(duì)于穩(wěn)定的電力供應(yīng)的依賴程度也逐步增加。在低壓配電線路供電過程當(dāng)中，諧波的出現(xiàn)給低壓配電線路的工作質(zhì)量帶來了嚴(yán)重的負(fù)面影響，諧波污染會(huì)導(dǎo)致配電線路運(yùn)行不穩(wěn)定，電壓質(zhì)量下降，供電效率降低，出現(xiàn)不必要的電能浪費(fèi)。因此，需要科學(xué)應(yīng)用無功補(bǔ)償裝置，對(duì)低壓配電線路中的諧波污染進(jìn)行有效治理，在有效控制諧波污染的情況下，真正提升低壓配電線路的工作質(zhì)量。

1 諧波污染對(duì)低壓配電網(wǎng)的影響

1.1對(duì)低壓配電線路正常工作產(chǎn)生影響

在低壓配電線路正常工作過程中，如果有諧波電流從低壓配電線路中通過，低壓配電線路中會(huì)隨之出現(xiàn)集膚效應(yīng)和有功功率損耗，使得諧波的電阻增大，線路中的電流損耗馬上增加，對(duì)低壓配電線路的供電效率造成影響，顯著降低了低壓配電線路供電的質(zhì)量。除此之外，在正常情況下低壓配電線路中性線的電流值是非常小的，因而中性線的配線也比較細(xì)，但出現(xiàn)諧波之時(shí)，中性線中的電流會(huì)急劇增加，較細(xì)的線路完全無法滿足電流通過的需求，很容易導(dǎo)致中性線出現(xiàn)溫度急劇升高、絕緣被燒壞甚至造成短路的情況出現(xiàn)，更嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生，后果不堪設(shè)想。

1.2導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)諧振現(xiàn)象

在低壓配網(wǎng)正常工作過程中，諧波的出現(xiàn)很容易導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，此時(shí)低壓配網(wǎng)內(nèi)部會(huì)存在諧振點(diǎn)，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過程中，會(huì)給低壓配網(wǎng)造成嚴(yán)重的損害。在諧波電壓或者諧波電流出現(xiàn)的情況下，低壓配電網(wǎng)中繼電保護(hù)器的工作出現(xiàn)異常，往往會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作，對(duì)電力設(shè)備乃至低壓配網(wǎng)的正常運(yùn)行帶來潛在隱患。除此之外，諧波的出現(xiàn)也會(huì)對(duì)測(cè)量回路造成影響，導(dǎo)致其測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差，或者導(dǎo)致二次設(shè)備頻繁動(dòng)作，造成繼電保護(hù)裝置接觸點(diǎn)接觸狀況不良，給低壓配網(wǎng)的正常運(yùn)行帶來較為嚴(yán)重的負(fù)面影響，進(jìn)而導(dǎo)致供電企業(yè)出現(xiàn)利益損失。

1.3對(duì)主變壓器造成影響

低壓配電網(wǎng)當(dāng)中諧波的出現(xiàn)，對(duì)于主變壓器造成的影響也是非常明顯的。當(dāng)前低壓配電網(wǎng)中使用的主變壓器普遍具有繞組固定的特征。在低壓配電線路出現(xiàn)諧波污染的情況下，低壓配電線路中主變壓器的繞組損耗會(huì)顯著增加，進(jìn)而導(dǎo)致主變壓器內(nèi)部和外殼部件的溫度升高，在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，會(huì)使得主變壓器絕緣體受到嚴(yán)重?fù)p壞，不僅降低了主變壓器的使用壽命和運(yùn)行質(zhì)量，而且?guī)砹溯^為嚴(yán)重的安全隱患。由于主變壓器是低壓配電網(wǎng)中的重要設(shè)備，諧波污染對(duì)主變壓器造成的不利影響也會(huì)間接造成供電企業(yè)供電效益下降，給企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.4對(duì)電容器造成影響

在低壓配電網(wǎng)中，電容器也是諧波污染容易影響到的設(shè)備元件。在低壓配電線路中出現(xiàn)諧波電壓后，諧波電壓會(huì)作用于電容器，在諧波電壓的影響下，電容器的自身溫度會(huì)顯著升高，在電容器的自身溫度超過電容器所能承受的溫度極限時(shí)，電容器很容易發(fā)生爆炸事故，給低壓配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響，也給供電企業(yè)的供電效益帶來嚴(yán)重影響。除此之外，電容器在諧波電壓的影響下，會(huì)產(chǎn)生諧波諧振，這也會(huì)給低壓配電網(wǎng)帶來很大的影響，尤其是影響低壓配電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性，并成為低壓配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行過程中不得不重視的問題。

2 低壓配電線路無功補(bǔ)償諧波治理技術(shù)

在低壓配電線路中，諧波污染的良好治理，是保障低壓配電線路穩(wěn)定、安全、有效、低能耗運(yùn)行的重要前提和基本保障。當(dāng)前低壓配電線路無功補(bǔ)償裝置諧波治理技術(shù)主要有兩種，一種是在電能用戶端實(shí)施無功補(bǔ)償諧波治理，一種是在變電站實(shí)施無功補(bǔ)償諧波治理。

2.1在用戶端的實(shí)施無功補(bǔ)償諧波治理

在用戶端實(shí)施無功補(bǔ)償諧波治理的方式，是在電能用戶端植入有源濾波器或者無源濾波器，達(dá)到治理諧波的目的。在植入無源濾波器的過程中，無源網(wǎng)絡(luò)是必不可少的，其組成部分有電容、電感和電阻，可以充分吸收諧波電流，得到了廣泛應(yīng)用。在用戶端進(jìn)行無功補(bǔ)償諧波治理，最重要且最關(guān)鍵的工作就是選擇合理的濾波器，在單調(diào)濾波器和雙調(diào)濾波器中選擇合適的類型，實(shí)現(xiàn)對(duì)于配電線路中諧波污染的有效吸收。

2.2在變電站實(shí)施的無功補(bǔ)償諧波治理

在低壓配電網(wǎng)變電站中進(jìn)行諧波治理也是一個(gè)非常行之有效的諧波污染治理方式，且管理起來更加便捷，治理效果更加系統(tǒng)化。當(dāng)前，低壓配電網(wǎng)變電站中進(jìn)行的諧波污染治理，主要采用混合型電力濾波器來實(shí)現(xiàn)，混合型電力濾波器實(shí)現(xiàn)了有源濾波器和無源濾波器功能的整合，達(dá)到了更好的配電網(wǎng)諧波吸收效果?；旌闲碗娏V波器的工作原理可以分為串聯(lián)混合型和并聯(lián)混合型，在實(shí)際使用中需要靈活選擇以達(dá)到最佳的諧波治理效果。

3 低壓無功補(bǔ)償裝置的科學(xué)選擇

為了達(dá)到最佳的低壓配電網(wǎng)諧波治理效果，需要科學(xué)選擇低壓無功補(bǔ)償裝置，具體把握以下幾點(diǎn)原則：其一，低壓無功補(bǔ)償裝置的選擇應(yīng)當(dāng)在掌握諧波的含量以及負(fù)載性質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，其中諧波含量的檢測(cè)需要借助諧波測(cè)試儀進(jìn)行，電力負(fù)載性質(zhì)包含電力負(fù)載的變化幅度和變化頻率、三相負(fù)載之間的平衡程度、電力負(fù)載中諧波源的容量等。此外，在一些特殊的場(chǎng)合如大型商場(chǎng)、起重設(shè)備制造企業(yè)等，對(duì)諧波的控制要求更高，因此低壓無功補(bǔ)償裝置的選擇也需要結(jié)合這些場(chǎng)合的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行。其二，低壓無功補(bǔ)償裝置的選擇應(yīng)當(dāng)在準(zhǔn)確搜集配電網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，配電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)參數(shù)是濾波器設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，配電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)參數(shù)包括運(yùn)行電壓值、運(yùn)行電壓值變化范圍、配電網(wǎng)額定電壓、配電網(wǎng)電壓畸變率測(cè)試值、基波頻率無功負(fù)荷狀態(tài)、諧波電壓控制國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等，在掌握配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)參數(shù)的基礎(chǔ)上，濾波器的設(shè)計(jì)才能夠有據(jù)可循，其設(shè)計(jì)的科學(xué)性和實(shí)用性也將進(jìn)一步提升。其三，低壓無功補(bǔ)償裝置的選擇要結(jié)合對(duì)諧波含量的科學(xué)預(yù)測(cè)，結(jié)合以上兩點(diǎn)，借助仿真模型工具，通過仿真計(jì)算制定出大致的無功補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)方案，有效預(yù)測(cè)配電網(wǎng)中是否會(huì)出現(xiàn)諧波共振和諧波放大的情況，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置諧波治理效果的提升，并對(duì)無功補(bǔ)償過程中可能出現(xiàn)的問題和狀況做好提前預(yù)防。低壓無功裝置在選擇過程中，需要進(jìn)行充分的信息搜集、原理論證和效果模擬，絕對(duì)不可以隨意為之，否則非常容易導(dǎo)致無功補(bǔ)償效果不佳，甚至帶來一定的反作用。

4 結(jié)束語

當(dāng)前，在電力行業(yè)快速發(fā)展的背景下，低壓配電線路供電質(zhì)量不斷提升，但諧波治理問題仍然應(yīng)在低壓配電線路管理中得到足夠的重視。低壓配電網(wǎng)中出現(xiàn)的諧波污染，不僅會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)工作質(zhì)量下降，并且會(huì)使供電企業(yè)蒙受巨大的經(jīng)濟(jì)損失?；谥C波污染所帶來的影響的嚴(yán)重性，在電能用戶不斷增加的當(dāng)前，必須從低壓配電網(wǎng)諧波污染產(chǎn)生的原因入手進(jìn)行分析，結(jié)合無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)原理，找到行之有效的低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置諧波治理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)諧波污染治理效果的提升，為電力用戶輸送更加穩(wěn)定、安全、可靠的電能，并推動(dòng)供電企業(yè)乃至電力事業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。

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表1 測(cè)量結(jié)果與誤差分析

實(shí)驗(yàn)中采集這些數(shù)據(jù)是用軟皮尺測(cè)量待測(cè)樹干直徑部位的周長(zhǎng)，然后除以π。這種方法能夠算出直徑的大概的大小，但不能夠準(zhǔn)確地計(jì)算出來，這種誤差很難避免，也很難減小。

3 結(jié)論

本文為基于圖像的樹干直徑測(cè)量設(shè)計(jì)，根據(jù)照相機(jī)成像原理，通過標(biāo)定尺與樹干直徑形成一定的比率，經(jīng)過圖像處理計(jì)算像素點(diǎn)個(gè)數(shù)的方法來計(jì)算。該方法操作簡(jiǎn)單、方便。計(jì)算原理思路相對(duì)清晰，應(yīng)用時(shí)比較好操作。本文能夠解決樹干直徑的測(cè)量問題，也是今后樹干直徑測(cè)量的一種手段。

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Analysis of low voltage power distribution line reactive power compensation device harmonic treatment technology

Liu Hongbo
（Its Chinese power company in shandong province shandong Qingdao pingdu electric power supply company, Qingdao Shandong，26670）

this paper on the basis of analyzing the harmonic pollution impact on low voltage power distribution network, reactive power compensation device for low-voltage distribution lines harmonic control technology are analyzed.

low-voltage distribution lines; Reactive power compensation device; Harmonic treatment technology