工厂配电中谐波的处理研究

工厂配电中谐波的处理研究

袁龙

（贵州中烟工业有限责任公司毕节卷烟厂551700）

摘要：随着我国科学技术的快速发展与进步，电力电子科技被广泛地应用于各行各业之中。在工厂配电系统中，由于配电过程所产生的大量非线性负载会反馈出高次谐波，它不仅会产生大量的电力损耗，同时还会严重影响配电质量，造成严重的电网电压畸变，影响工厂设备的正常运行。因此需要对配电中产生的谐波进行相关的处理分析，以确保工厂供电的稳定性。

关键词：工厂配电；谐波处理；配电过程；电力损耗率

1、工厂配电过程中谐波的主要危害

根据谐波对工厂实际配电的严重损害，同时对输电线路的安装、保护和测量造成了严重的干扰。通过将电磁继电器的元器件安装在配电设备中，使谐波干扰引发了配电设备的故障与操作失灵，由此可见谐波干扰会严重威胁到配电系统的安全稳定运行，同时也危害到变压器设备的铜元件与铁元件的使用寿命。而且，谐波噪声还会严重影响到工厂周围的环境，甚至对工人的正常工作造成很大程度上的干扰。此外，谐波还造成更多的设备热量产生，不仅严重地危害到设备的正常运行，还会加快设备的老化速度。不仅如此，谐波还影响着电能表的测量精度，一旦出现问题，会导致出现混乱的测量结果。然而，最严重的谐波危害是对人类健康的威胁，它会通过刺激人体细胞对我们的心脏和大脑造成严重伤害。

2、工厂配电过程中谐波的处理措施

依据对电力运行现状的分析，在工厂配电系统中，应该运用多种方式方法进行谐波问题的处理，例如：首先在工厂内进行配电内部系统的优化和完善，其次可加装谐波抑制装置，还可通过有效控制谐波的高低产生源等三个方面加以控制落实。若遵照相关的开发原理，还可分为主动和被动两种不同类型，主动型交流配电设备在原理上是不会产生谐波的，但被动型的配电系统需要在其内部空间进行消除谐波的处理装置的安装。因此可以综合地进行两种谐波处理方式:

2.1、提升配电内部系统的功率

首先，可通过采取提升自然功率法进行谐波处理，对于自然功率法的解释是指在构建与规划配电系统之前，可以从源头上对无功功率加以考虑，从而提升自然功率，因此需要工厂在进行配电系统设计时，不仅要严格进行配电实际情况的考察，同时还要对可能产生的配电容量加以认真的分析，继而还要对未来配电系统的扩建与扩容进行全方位综合性的考虑，避免因考虑不周而影响设备的大功率消耗，或者是高频运行，尽可能最大限度地完成配电自动控制系统的工作指标。其次，可加装无补偿的处理装置进行谐抑制，虽然利用提升自然功率法可在电源源头大大增强配电系统的使用性能，但内部系统的配电质量还需要得到进一步完善，可通过在内部空间中设置安装一些具有无功补偿性能的处理装置。对于系统负载集中区域内，一般情况下所使用的是并联电容法，以此实现快速无功补偿，可有效减少负载集中区域内因连续的能量交换所产生的无功功率，而且可使配电系统获得稳定的内部电压。这种谐波补偿措施共分为三种形式：第一种是个别补偿，主要是对于钢铁类与机械类需要进行大功率配电的工厂，由于其生产会使用到大功率的机电设备，而这些大型设备在工作时会产生大量的无功功率，它需要通过个别补偿实现电力系统功率规划性能的提升，而且还需要加装一部分单机类型的无功、电容补偿装置进行优化。第二种是分组补偿，这是当前工厂进行安全配电最为常用的一种方式，它主要是通过将线路先进行分支处理，而后再分别对其进行分组补偿，这一方式不仅可以将无功补偿设备进行指定线路的安装而且还能全面提升线路的运行功率，进一步实现有效的补偿。第三种是集中补偿，这种方法更适合大型工厂与变电站，集中补偿的主要对象是针对于高低压母线，并通过增加动态和无功补偿设备，提高了工厂配电的整体质量。

2.2、抑制谐波的良好处理措施

2.2.1、被动抑制处理技术

该处理技术有三种方法：一种是通过安装低成本的无源滤波器形成并联、低阻电力通路，并将其直接接入与之相对应的整流器输入端，既能达到稳定直流电压的作用，还能有效降低直流脉冲的效果，是补偿方式中最为常见的一种。另一种是通过加装有源滤波器，使之与谐振频率形成一个具有无穷导纳能力的并联电力网络。主动滤波器由交流逆变桥和直流逆变桥组成，谐波与电路同时连接。与此同时，主动功率滤波器并联连接是利用谐波产生相反的电流负载，在抑制和消除谐波中发挥出良好的作用，所以更适合于L型负载谐波滤波操作。在当前的电力市场中，对其技术进行合理的分析，并使之进入了成熟的发展应用轨道，特别是在工厂配电中的应用。然而，由于主动过滤装置具有强大的容量，使过滤装置在选择过程中会产生更高的成本，而且其谐波抑制范围的局限性也限制了其有效的应用。还有一种是通过一些混合滤波器的安装，进行各种可行性方案组合。利用APF在滤波操作中的灵活性、以及良好的控制塑性和响应能力，有效地避免了系统阻抗的干扰。混合模式过滤装置具有强大的应用和动态补偿能力，但由于其成本大、造价高、对系统损耗大等缺点，限制了在配电系统中的广泛应用，而且随着半导体技术和IGBT的飞跃性发展，带动了过滤器的应用和发展，同时也为其未来的发展提供了无限可能。

2.2.2、主动抑制处理技术

与被动抑制技术相比，这种处理技术应用了大量的大功率电力、电子元器件，主要包括多脉冲整流器、多电平变换器与脉冲宽度调制技术。多脉冲整流器主要分为12与24两个脉冲信号来减少谐波电流的产生，多电平变转换器则叠加了方波电压与电流波形，进而确保内部的电压和电流可以接近正弦值，从而达到理想的波形调整状态，脉冲宽度调制技术与级数理论为支撑，通过控制输出波形的时间变更进行谐波与基波的相互转换。

结束语：

综上所述，工厂配电中的谐波不仅给现代化生产带来一定危害，而且还会严重地威胁到人们的身体健康。通过运用新型的电子元件，采取相关的技术手段达到有效的抑制效果，确保工厂生产的顺利进行，这既是我国当前社会的用电发展趋势所在，也是完善工厂配电质量的有效措施与途径，由此奠定电力事业良好的发展基础，同时也能进一步为社会提供优质的配电服务起到积极的促进作用。

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