馮巖

[摘? ? 要]為保證工業(yè)廠房配電系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，確保電力資源的持續(xù)供應(yīng)，減少電力故障的發(fā)生，工業(yè)廠房在進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化過(guò)程中，需要采取針對(duì)性舉措，做好系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整，形成穩(wěn)定的供配電機(jī)制。本文以諧波問(wèn)題的處理作為研究核心，多角度出發(fā)探討工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題應(yīng)對(duì)策略，旨在實(shí)現(xiàn)諧波的有效應(yīng)對(duì)，規(guī)避諧波故障風(fēng)險(xiǎn)。

[關(guān)鍵詞]工業(yè)廠房;供配電系統(tǒng);諧波問(wèn)題;應(yīng)對(duì)策略

[中圖分類號(hào)]TM711 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）09–00–03

[Abstract]In order to ensure the stable and efficient operation of the power distribution system in the industrial workshop， ensure the continuous supply of power resources and reduce the occurrence of power failure， it is necessary to take targeted measures to optimize the system and form a stable power supply and distribution motor system in the process of power supply and distribution system design and optimization. In this paper， the treatment of harmonic problems as the core of the study， multi angle approach to industrial plant power supply and distribution system harmonic problem coping strategies， aimed at achieving effective response to harmonics， avoiding harmonic fault risk.

[Keywords]industrial workshop; power supply and distribution system; harmonic problems; coping strategies

隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，工業(yè)廠房在供配電系統(tǒng)設(shè)置過(guò)程中，需要采取相應(yīng)技術(shù)舉措，做好結(jié)構(gòu)的設(shè)置與優(yōu)化等方面的工作，確保電力資源的持續(xù)供應(yīng)。但是在供配電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，受到多種因素的影響，非線性負(fù)載的體量日益增加，這種情況的發(fā)生，導(dǎo)致諧波問(wèn)題的出現(xiàn)，誘發(fā)電力資源配置效能下降以及內(nèi)部通信體系混亂的情況，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的開(kāi)展產(chǎn)生消極作用。

1 供配電系統(tǒng)諧波概述

對(duì)供配電系統(tǒng)諧波特性以及危害的探討，引導(dǎo)技術(shù)人員形成正確的觀念認(rèn)知，準(zhǔn)確把握供配電系統(tǒng)諧波處理的必要性，為后續(xù)諧波問(wèn)題誘發(fā)原因、應(yīng)對(duì)策略的探討，提供了方向性引導(dǎo)。

1.1 諧波特點(diǎn)

工業(yè)化進(jìn)程的加快，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的增加，使得電力系統(tǒng)中存在大量的非線性負(fù)載的情況。非線性負(fù)載導(dǎo)致供配電系統(tǒng)中參數(shù)發(fā)生了快速變化，引發(fā)供配電線路無(wú)序化問(wèn)題。諧波是指電流中含有的頻率為急波整數(shù)倍的電量，主要包括了周期波、正弦波分量等幾種類型[1]。諧波問(wèn)題出現(xiàn)后，如果沒(méi)有得到有效處理，勢(shì)必引發(fā)線損、縮短設(shè)備使用壽命等危害性。

1.2 諧波問(wèn)題的危害性

從實(shí)際情況來(lái)看，諧波問(wèn)題的危害主要集中于線損、電力設(shè)備使用壽命、通信的穩(wěn)定性等幾個(gè)方面。具體來(lái)看，工業(yè)廠房配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題發(fā)生后，供配電系統(tǒng)內(nèi)的電流、電壓發(fā)生了深刻變化，導(dǎo)致現(xiàn)有的電力設(shè)備組件在短時(shí)間內(nèi)，難以對(duì)諧波電壓、諧波電流進(jìn)行有效控制。加之諧波問(wèn)題的持續(xù)周期較長(zhǎng)，導(dǎo)致配電線路的損傷持續(xù)積累，進(jìn)而誘發(fā)供配電系統(tǒng)線路受損，出現(xiàn)電力傳輸中斷的幾率相對(duì)較高[2]。諧波問(wèn)題發(fā)生后，對(duì)于工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)中的各類設(shè)備組件會(huì)產(chǎn)生較大的危害，在影響設(shè)備正常的同時(shí)，也造成設(shè)備使用壽命的縮短。例如，現(xiàn)階段部分技術(shù)人員在諧波問(wèn)題處理過(guò)程中，往往通過(guò)絕緣材料的使用，來(lái)實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的有效保護(hù)，減少諧波問(wèn)題對(duì)于供配電系統(tǒng)內(nèi)部電壓、電流影響。但是這種處理方式，增加了變壓器、電容器的渦流損耗，進(jìn)而誘發(fā)電力設(shè)備噪音、過(guò)熱的情況發(fā)生，加速了絕緣設(shè)備的老化，同時(shí)過(guò)熱等問(wèn)題的出現(xiàn)，也使得電力設(shè)備的使用壽命縮短。工業(yè)廠房生產(chǎn)過(guò)程中，由于涉及到的生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，為滿足生產(chǎn)活動(dòng)的相關(guān)要求，往往需要依托通信系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行必要的信息交互，確保各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)的順利完成。供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題的出現(xiàn)，在很大程度上，對(duì)現(xiàn)有的通信系統(tǒng)造成一定的干擾，由于諧波長(zhǎng)度的不確定性，使得通信系統(tǒng)中的長(zhǎng)波、短波受到影響，增加了通信噪音的嚴(yán)重程度，影響了語(yǔ)音信號(hào)、視頻信號(hào)的傳輸穩(wěn)定性[3]。工業(yè)廠房在供配電系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，為減少電力故障，技術(shù)人員往往借助于繼電保護(hù)器等設(shè)備，對(duì)供配電系統(tǒng)中的故障實(shí)現(xiàn)快速發(fā)現(xiàn)與有效排除，以保證供配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。諧波問(wèn)題發(fā)生后，導(dǎo)致繼電保護(hù)器保護(hù)動(dòng)作的靈敏性、準(zhǔn)確性下降，造成誤動(dòng)作發(fā)生幾率的增加，進(jìn)而誘發(fā)跳閘情況的出現(xiàn)，影響電能的供應(yīng)、配置能力。為有效應(yīng)對(duì)諧波問(wèn)題所引發(fā)的線損、設(shè)備老化、通信質(zhì)量以及誤動(dòng)作等問(wèn)題，確保供配電系統(tǒng)的良性運(yùn)轉(zhuǎn)，需要從實(shí)際出發(fā)，明確諧波問(wèn)題的危害，在此基礎(chǔ)上，嘗試采取相應(yīng)舉措，進(jìn)行科學(xué)應(yīng)對(duì)。

2 工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題誘發(fā)原因

工業(yè)廠房配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題的出現(xiàn)是多方面的，對(duì)諧波誘發(fā)問(wèn)題的深入探討，有助于技術(shù)人員能夠針對(duì)諧波問(wèn)題誘發(fā)原因，對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)思路進(jìn)行梳理，增強(qiáng)供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題應(yīng)對(duì)策略的有效性。

工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題的發(fā)生，其誘發(fā)因素是多方面的。具體來(lái)看，部分工作人員對(duì)于諧波問(wèn)題危害性的認(rèn)識(shí)不夠全面，導(dǎo)致在諧波處理過(guò)程中，存在誤操作的問(wèn)題，使得設(shè)備參數(shù)的調(diào)試、諧波問(wèn)題的應(yīng)對(duì)存在較大的誤區(qū)，造成諧波問(wèn)題的處理效果無(wú)法滿足實(shí)際的使用需求。例如技術(shù)人員在供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題的處理過(guò)程中，沒(méi)有正確認(rèn)識(shí)到諧波大小與磁路運(yùn)行回路、鐵心飽和度、電力能質(zhì)量以及用電設(shè)備狀態(tài)之間的相互關(guān)系。這種觀念認(rèn)知的局限性，使得工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題的發(fā)生率相對(duì)較高，技術(shù)人員對(duì)于諧波問(wèn)題的處理能力受到限制，在一定程度上，增加了諧波問(wèn)題的危害性，影響了供配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性[4]。除了技術(shù)人員在思維認(rèn)知方面存在的問(wèn)題之外，由于工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)涉及到設(shè)備組件較多，不同的電力設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，受到不同因素的影響，導(dǎo)致諧波問(wèn)題發(fā)生率較高。例如供配電系統(tǒng)中變頻裝置、晶閘管整流設(shè)備、直流屏UPS的影響，造成諧波問(wèn)題的發(fā)生。以某工業(yè)廠房為例，為保證工廠運(yùn)行需求，其在廠房的相應(yīng)位置設(shè)置了6座變配電室，變壓等級(jí)為10/0.4 kV，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)需求，對(duì)變頻設(shè)備、晶閘管整流設(shè)備以及UPS參數(shù)做出相應(yīng)的調(diào)整，以保證電力資源的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)。但是從實(shí)際情況來(lái)看，該工業(yè)廠房中使用的低壓變頻器在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)造成諧波泛化的問(wèn)題，增加了諧波的危害程度，尤其是其使用的變頻裝置數(shù)量較多，造成諧波較為復(fù)雜，技術(shù)人員在諧波問(wèn)題處理過(guò)程中，需要處理整數(shù)次諧波以及分?jǐn)?shù)次諧波，諧波處理難度大大增加。對(duì)工業(yè)廠房供配系統(tǒng)諧波認(rèn)識(shí)不全面，電力設(shè)備參數(shù)控制不科學(xué)等原因，使得供配電系統(tǒng)諧波照問(wèn)題發(fā)生率較高，諧波處理難度較高。為有效應(yīng)對(duì)這種局面，技術(shù)人員需要從實(shí)際層面出發(fā)，結(jié)合諧波問(wèn)題誘發(fā)原因，在此基礎(chǔ)上，制定相應(yīng)的供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題處理方案，保證供配電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)于電力資源的使用需求。

3 工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題應(yīng)對(duì)策略

工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題的處理，要求技術(shù)人員堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向、堅(jiān)持結(jié)果導(dǎo)向，在科學(xué)性原則、實(shí)用性原則的框架下，吸收借鑒過(guò)往有益經(jīng)驗(yàn)，制定合理的應(yīng)對(duì)方案，實(shí)現(xiàn)諧波問(wèn)題的高效處置。

3.1 無(wú)源濾波裝置在工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

無(wú)源濾波裝置在供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題處理中的應(yīng)用，可以依托相關(guān)技術(shù)手段，有效抑制供配電系統(tǒng)中諧振的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波的分流處理。無(wú)源濾波裝置在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，技術(shù)人員可以在科學(xué)性原則、實(shí)用性原則的引導(dǎo)下，采用單頻諧濾波器、高通濾波器對(duì)供配電線路中存在的諧波進(jìn)行針對(duì)性處理，以保證諧波問(wèn)題的合理化應(yīng)對(duì)。例如在單調(diào)諧濾波器應(yīng)用過(guò)程中，技術(shù)人員需要在技術(shù)應(yīng)用之前，全面評(píng)估分析諧波頻率，根據(jù)諧波頻率的分析結(jié)果，對(duì)單調(diào)諧濾波器進(jìn)行合理選型與高效應(yīng)用，通過(guò)這種方式，對(duì)供配電系統(tǒng)中諧波產(chǎn)生的固定次數(shù)的低阻抗進(jìn)行必要的分流處理，以實(shí)現(xiàn)諧波問(wèn)題的有效處理。在高通濾波器的應(yīng)用環(huán)節(jié)，技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要，將不同頻率的單調(diào)諧濾波器進(jìn)行組合使用，通過(guò)這種方式，強(qiáng)化諧波的有效分流[5]。例如某工業(yè)廠房在諧波處理過(guò)程中，針對(duì)供配電系統(tǒng)運(yùn)行要求，采用高通濾波器，將供配系統(tǒng)中產(chǎn)生的80 %～90 %的諧波進(jìn)行了分流，有效降低了供配電系統(tǒng)諧波負(fù)載體量，大大提升了供配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

3.2 有源濾波裝置在工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

有源濾波裝置在工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)載電波的有效監(jiān)測(cè)，并計(jì)算諧波電流補(bǔ)償?shù)囊?guī)模，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)反向操作，使得諧波電流在經(jīng)過(guò)絕緣柵雙極型晶體管處理后，使得諧波電流導(dǎo)入到電力系統(tǒng)之中，實(shí)現(xiàn)電流的有效補(bǔ)償。與無(wú)源濾波裝置相比，這種技術(shù)方案對(duì)于閃變有著較強(qiáng)的抑制作用，并且運(yùn)行能力較強(qiáng)，自適應(yīng)效果較好，可以根據(jù)供配電系統(tǒng)的實(shí)際，進(jìn)行靈活的技術(shù)應(yīng)用，有效防范供配電系統(tǒng)中的諧波問(wèn)題，減少諧波對(duì)于供配電系統(tǒng)的影響，實(shí)現(xiàn)了供配電系統(tǒng)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題處理注意事項(xiàng)

供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題處理涉及到的內(nèi)容較多，為保證諧波問(wèn)題處理成效，保證供配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，提升諧波處理方案的可行性與針對(duì)性，技術(shù)人員需要從實(shí)際，明確諧波問(wèn)題處理注意事項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)諧波問(wèn)題的科學(xué)應(yīng)對(duì)。

供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題的處理，要求技術(shù)人員從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合諧波問(wèn)題的危害以及現(xiàn)有的技術(shù)應(yīng)用手段，認(rèn)真做好無(wú)源濾波裝置、有源濾波裝置的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題的科學(xué)處理。為保證供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題的處理能力，技術(shù)人員需要從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合不同諧波問(wèn)題處理方式的差異，對(duì)技術(shù)參數(shù)做出相應(yīng)的調(diào)整，以保證無(wú)源濾波裝置、有源濾波裝置的科學(xué)應(yīng)用。例如在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)，可以采用總補(bǔ)償、部分補(bǔ)償或者局部補(bǔ)償?shù)姆绞剑龊眉夹g(shù)的應(yīng)用工作。例如在總補(bǔ)償環(huán)節(jié)，技術(shù)人員針對(duì)于非線性負(fù)載不集中，供配電設(shè)備單臺(tái)容量較小的情況，在供配電系統(tǒng)的電源總進(jìn)線位置增加濾波裝置，在保證電力資源持續(xù)供應(yīng)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波的有效分流。這種處理方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)諧波的有效補(bǔ)償，從而應(yīng)對(duì)非線性負(fù)載位置分布不集中的問(wèn)題。對(duì)于非線性負(fù)載位置集中的情況，技術(shù)人員可以采用部分補(bǔ)償?shù)姆绞?，在工業(yè)廠房的主要供配電線路上設(shè)置濾波裝置，以達(dá)成部分補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)。通過(guò)對(duì)供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題處理注意事項(xiàng)的合理把控，確保諧波問(wèn)題應(yīng)對(duì)的有效性，增強(qiáng)工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)運(yùn)行成效。

5 結(jié)束語(yǔ)

諧波問(wèn)題的發(fā)生，對(duì)于工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、有效性有著最為直接的影響。為實(shí)現(xiàn)諧波問(wèn)題的有效處理，本文從實(shí)際出發(fā)，積極探討工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題應(yīng)對(duì)策略，實(shí)現(xiàn)諧波問(wèn)題的有效解決，切實(shí)滿足工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程匯總，對(duì)于電力資源的使用需求，形成高效的電源體系。

參考文獻(xiàn)

[1] 何仁彪.論工業(yè)廠房配電系統(tǒng)諧波問(wèn)題及對(duì)策[J].科技風(fēng)，2020（27）：113-115.

[2] 王德明.工業(yè)廠房配電系統(tǒng)協(xié)同諧波問(wèn)題分析及解決方案[J].中國(guó)高新科技，2019（10）：67-68.

[3] 聶瑞.供配電系統(tǒng)中電力諧波及治理方法的思考[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2018（3）：77-79.

[4] 張大煒.鍋爐房供配電系統(tǒng)的諧波治理策略研究[J].電力系統(tǒng)裝備，2019（12）：92-93.

[5] 汪浩.淺談醫(yī)院供配電系統(tǒng)諧波的分析和治理[J].科技資訊，2018（7）：46-47.