步顯彬

（沈陽(yáng)匯豐電力自動(dòng)化有限公司）

摘要：文章首先對(duì)電氣設(shè)備使用中諧波的產(chǎn)生形式以及原因進(jìn)行介紹，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出諧波產(chǎn)生后所帶來(lái)的危害，分別從不同設(shè)備所存在的影響來(lái)開(kāi)展。最后整理出有效的諧波過(guò)濾裝置安裝方法，以及根據(jù)不同諧波類(lèi)型對(duì)過(guò)濾裝置的選擇原則，促進(jìn)電路系統(tǒng)的使用安裝提升，最大程度的降低電路系統(tǒng)損耗問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計(jì)；諧波危害；濾波裝一、電氣設(shè)備使用中諧波的產(chǎn)生

1、晶閘管整流設(shè)備及變頻裝置

當(dāng)電流通過(guò)這部分裝置時(shí)，會(huì)進(jìn)行一個(gè)分流處理，在這一過(guò)程中電流之間的差距過(guò)導(dǎo)致干擾出現(xiàn)，這部分器件產(chǎn)生諧波的幾率也是最大的，如果不能科學(xué)的進(jìn)行控制，其諧波在電氣電路中會(huì)持續(xù)存在，其產(chǎn)生幾率高達(dá)30%。諧波的具體大小是隨著電容變化而變化的，在控制過(guò)程中也需要選擇有效的技術(shù)方法。變頻器屬于保護(hù)裝置，應(yīng)用在功率較大的電氣設(shè)備中，例如發(fā)動(dòng)機(jī)與風(fēng)干機(jī)等，其產(chǎn)生諧波的原理與晶閘管整流控制系統(tǒng)相似，均為電容增大影響下產(chǎn)生的，這兩部分諧波在電氣設(shè)計(jì)中也是重點(diǎn)解決的，否則長(zhǎng)時(shí)間存在會(huì)導(dǎo)致電氣系統(tǒng)的保護(hù)裝置失去功能，控制系統(tǒng)所檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)也與實(shí)際情況不符合，最終造成管理效果達(dá)不到理想標(biāo)準(zhǔn)。

2、電弧爐設(shè)備及氣體電光源設(shè)備

其運(yùn)行過(guò)程中受伏安特性的影響很容易產(chǎn)生電流，長(zhǎng)時(shí)間在此環(huán)境下最終導(dǎo)致電流超出了額定標(biāo)準(zhǔn)，金屬熔煉受到影響。諧波所帶來(lái)的危害不僅僅是電氣系統(tǒng)失去穩(wěn)定性，對(duì)所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量安全也存在嚴(yán)重影響。氣體光電源用于照明使用，諧波的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致照明光通量受到影響，其使用功率也超出了安全標(biāo)準(zhǔn)，在此環(huán)境下最終導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行使用穩(wěn)定性不足，造成照明設(shè)備燒毀的現(xiàn)象出現(xiàn)[1]。這兩方面因素是諧波產(chǎn)生比較常見(jiàn)的原因，其中也涉及到其他因素，如果不能處理好系統(tǒng)之間的諧波影響問(wèn)題，電氣設(shè)計(jì)方案自然也是不科學(xué)的，針對(duì)這些問(wèn)題，所開(kāi)展的設(shè)計(jì)工作中會(huì)重點(diǎn)探討解決措施。

二、電氣設(shè)備中諧波的危害

當(dāng)電氣電路系統(tǒng)中存在諧波，繼續(xù)使用也增大了諧波所帶來(lái)的影響，增大了用電設(shè)備的損耗，額定的安全使用壽命因此而大大減少，設(shè)備中的電子元器件也會(huì)頻繁的損壞，整體電氣系統(tǒng)的運(yùn)行成本因此而增大[2]。其危害是持續(xù)存在的，直到諧波被過(guò)濾掉在系統(tǒng)中消失。三相四線制接電模式中，諧波的產(chǎn)生增大了零線中的電流流量，這種的環(huán)境下電路系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行使用最終會(huì)導(dǎo)致接地部分線路喪失功能，線路的保護(hù)功能自然也不能夠?qū)崿F(xiàn)。用戶進(jìn)戶部分的電網(wǎng)中如果存在電容補(bǔ)償，與供電線路之間會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)磁波，諧波也因此而產(chǎn)生，最終導(dǎo)致用電設(shè)備損壞，并且電流流經(jīng)穩(wěn)定性也因此受到影響，并不能達(dá)到預(yù)期的供電效果。電容器在電路系統(tǒng)中受諧波震蕩影響損耗增大，當(dāng)損耗達(dá)到一定值后電容失去保護(hù)功能，使用安全性不能得到保障。

三、電氣設(shè)置中濾波裝置的選擇

1、無(wú)源濾波器

將電感、電阻以及電源燈系統(tǒng)組成部分相互結(jié)合，形成一個(gè)濾波系統(tǒng)，通過(guò)這種方法在使用中也能避免受到質(zhì)量安全隱患的影響，無(wú)源濾波器能夠同時(shí)應(yīng)對(duì)多種電路系統(tǒng)諧波震蕩問(wèn)題，尤其是針對(duì)電流傳輸過(guò)程中電容差導(dǎo)致的影響效果更加明顯。形成這一濾波器最簡(jiǎn)單的方法是將電容與電感采取串聯(lián)方式連接，形成一個(gè)共同的體系，這樣在系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中所遇到的諧波震蕩問(wèn)題才能得到有效解決，也符合當(dāng)前的運(yùn)行使用需求。該組合方法可以解決一次或者多次諧波問(wèn)題，采取不同的組合方法也能幫助提升問(wèn)題的解決效率，對(duì)于常見(jiàn)的組合形式，所選擇的內(nèi)容更要與實(shí)際情況保持相同，確保用電設(shè)備在系統(tǒng)中的運(yùn)行使用安全，達(dá)到理想的運(yùn)行控制效果。這種濾波形式常常應(yīng)用在諧波單一的線路系統(tǒng)中[3]。

2、有源濾波器

這種濾波器可以有針對(duì)性的對(duì)諧波進(jìn)行過(guò)濾，安全防護(hù)效果也更智能化，是單一方法中所不能達(dá)到的。隨著電氣設(shè)備使用，諧波產(chǎn)生可能是間斷的，而有源濾波器可以做到動(dòng)態(tài)濾波，隨著諧波震蕩影響產(chǎn)生及時(shí)對(duì)其進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)更嚴(yán)重的影響。不規(guī)則的諧波產(chǎn)生后在大小與波形上都有很大變化，此時(shí)繼續(xù)采用無(wú)緣濾波器效果自然也不理想，在電氣設(shè)計(jì)階段會(huì)對(duì)濾波器的功能形式進(jìn)行合理控制，達(dá)到更理想的設(shè)計(jì)效果來(lái)應(yīng)對(duì)不同特征的諧波，確保電氣設(shè)備使用中的功能可以正常實(shí)現(xiàn)。諧波被過(guò)濾時(shí)如果方法不恰當(dāng)很容易造成諧振問(wèn)題，對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生更大的干擾，有源濾波器能夠?qū)⑾到y(tǒng)中的諧波全部吸收，這樣就不會(huì)出現(xiàn)繼續(xù)深入影響的現(xiàn)象，對(duì)于震蕩也能夠起到預(yù)防控制作用。在一些精密電氣儀器中會(huì)選擇這種濾波方法，雖然在波形控制中需要投入更大的成本，但其效果確是十分理想的。

四、有源濾波裝置的安裝位置

單一的電氣設(shè)備進(jìn)行諧波濾波控制時(shí)，可以選擇離諧波源較近的位置處安裝，達(dá)到更理想的安裝效果，在諧波產(chǎn)生過(guò)程中便能夠?qū)ζ渥鞒鲇行Э刂?，通過(guò)這種方法來(lái)確保用電系統(tǒng)整體穩(wěn)定性。安裝在配電箱處僅適合單一的諧波源，并且諧波影響也比較簡(jiǎn)單，對(duì)于復(fù)雜的電氣電路諧波影響，要觀察配電柜處的電流走向，在低壓電源處選擇安裝有效的濾波器。在一些大型商場(chǎng)等用電比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，諧波濾波器要安裝到具體的用電設(shè)備處，通過(guò)這種方法來(lái)避免運(yùn)行中出現(xiàn)諧波不能完全過(guò)濾的現(xiàn)象。選擇濾波器安裝位置是電氣線路設(shè)計(jì)中十分重要的項(xiàng)目，通過(guò)這種簡(jiǎn)答方法來(lái)繼續(xù)加深控制，可以達(dá)到理想的使用穩(wěn)定效果，同時(shí)更能夠?qū)τ秒娫O(shè)備起到安全保護(hù)作用，避免在安全使用年限內(nèi)出現(xiàn)過(guò)度損耗的問(wèn)題。如果不能確定準(zhǔn)確的安裝位置，在設(shè)計(jì)中可以先選擇幾個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，在根據(jù)檢測(cè)得到的結(jié)果來(lái)確定最終位置，通過(guò)這種方法來(lái)開(kāi)展的電氣設(shè)計(jì)其規(guī)劃方案更具有可行性，應(yīng)用后也能達(dá)到系統(tǒng)的諧波過(guò)濾需求，是當(dāng)前比較常用的設(shè)計(jì)安裝方法之一。

結(jié)語(yǔ)：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，將出現(xiàn)新的諧波源，而且有源濾波器造價(jià)太高，受硬件限制，在大容量場(chǎng)合無(wú)法使用。有源濾波容量單套不超過(guò)100kVA，目前最高適用電網(wǎng)電壓不超過(guò)690V。濾波器的技術(shù)有待于挖掘。

參考文獻(xiàn)：

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[2]邵鵬飛，羅隆福，寧志毫，許加柱，李勇，ChristianRehtanz感應(yīng)濾波技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)定制電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分析[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2011（04）：29-30

[3]廖聞迪，羅隆福，朱軍，張勛奇，梁崇淦，陳躍輝，周冠東.非正交解耦理論與集成于整流變壓器的線性電抗器[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2015（13）：20-21置