关于谐波对港口电气设备的影响探讨

关于谐波对港口电气设备的影响探讨

崔力文

宁波港股份有限公司北仑矿石码头分公司浙江宁波315800

摘要：伴随着我国港口建设工程的不断加速，我国的港口管理以及运行对于电气设备的依赖程度也在不断提升过程中。目前，电气设备在我国港口得到了广泛的应用。虽然电气设备在港口的应用和港口自动化的实现方面起到了很好的效果，但在电气设备的实际应用过程中还存在一些问题，其中谐波问题是一个非常严重的问题。本文主要阐述和分析了谐波对港口电气设备的主要影响，如何有效提高中国的港口电气设备的使用效率，最大限度地提高电气设备的作用，也能为中国的港口建设和发展做出很大贡献。

关键词：谐波；电气设备；电力系统；港口；概念

近些年来，随着我国港口建设的不断扩大，很多情况下，港口在用电设备的使用中都会采用大量的可控硅变流设备和硅整流设备，而堆场中照明设备所普遍采用的是放电类的电光源设备，但是这些具有非线性的负载设备能在一定条件下会产生不同层次的高次谐波，而这些谐波又会促使发电机出现发热和变压器频繁跳闸的现象，严重情况下甚至会造成火灾，这不仅严重的降低了港口中电气设备的质量，还威胁了生产人员的人身安全以及增加了港口在电气设备中的经济投入。谐波问题涉及到了很多部门，目前已引起了多方的重视。本文以下就对谐波对港口电气设备所造成的影响进行分析，从中找出合理的防治措施。

1在港口电气设备应用过程中谐波的主要含义

在上世纪的二十年代初，在港口电气设备的应用过程中，人们对谐波的相关问题有了充分的了解和了解。从电气分析的角度看，谐波是港口电气设备电气设备连续循环运行过程中非正弦功率消耗的分解状态。这种分解称为傅立叶技术分解。在分解过程中产生的电能通常比基波基波电流的电流大。从电力的角度看，谐波指的是在不同情况下不同于单频交流电的各种分量。从广义上讲，谐波可以分为三种形式：第一种是简谐，第二种是二次谐波，最后是分数谐波等。除了上述谐波分类之外，在科学技术发展过程中也发现了许多形式的谐波。

2在港口电气设备应用的过程中谐波产生的主要因素

根据上文提及的谐波的具体概念我们可以得出，谐波的存在实际上是一种非线性电力负荷。在港口电气设备运行过程中，这种电力负荷的影响会使基波电流发生畸变，从而产生电力谐波。在港口电气设备的实际应用过程中，产生谐波的主要因素大约有三点，一是电气系统中的第一个变压器可以在正常使用过程中产生谐波，二是充电端口会产生在实际使用过程中谐波的来源，三是整流设备端口的电气系统可以在使用过程中产生谐波。上述三种产生谐波的因素是港口电气设备运行中最为常见的。

2.1港口电气设备应用过程中，变压器使用中存在的谐波

在港口电气设备应用的规程中，变压器是一个非常重要的电气元件。在实际的应用过程中变压器设备内部的铁芯会呈现出一种磁化的电力曲线，同时以一种饱满的状态呈现出来。很多时候在港口变压器使用的过程中，为了追求经济利益的最大化，我们在实际的应用过程中就会选择上述的铁芯磁化电力曲线来作为运行过程中的使用曲线，但是需要注意的一点是在这种情况下，变压器内部产生的磁化电流会出现有一种顶尖波形，这种顶尖波形就是我国电气上常说的奇次谐波。港口变压器产生的奇次谐波主要同变压器的三种因素有关，首先是变压器内部的磁路具体结构，其次是变压器内部的铁芯实际饱和状态，最后是变压器内部的铁芯的大小。根据上述三种不同因素的变化，变压器内部产生的谐波也会发生相应的变化。

2.2港口电气设备应用过程中，充电光源应用中存在的谐波

在港口电气设备中，照明设备是非常常见的一种电气设备，通常情况下我们的港口在运行的过程中都会选择气体放电形式的充电光源作為电气设备的照明光源，但是在实际的应用过程中充电光源在稳定性以及持续性上并没有太大的优势，是一种非常不稳定的电源供应，这主要是由于充电光源中的光源是一种非线性的光源，这样就决定了其不稳定性。为了有效克服这样的问题，港口企业在照明系统运行的过程中为了有效降低伏安特性的负性，同创采用的电感连接方式为串联形式，除了电感的连接形式为串联，电阻的连接形式通常也为串联的形式。这种串联的形式我们称之为镇流器。由于在港口照明设备使用的过程中，需求量特别大，因此充电光源的数量也非常大，这样就会导致非常严重的光源非线性曲线问题，这种情况就会导致谐波的出现，根据相关的统计结果显示，这种情况下的谐波通常会占到应用基波的百分之二十甚至以上。大量的谐波的存在会对港口照明系统的稳定性造成很大的干扰。

2.3港口电气设备应用过程中，整流设备应用中存在的谐波

在港口电气设备运行的过程中，电路通常有电感、电阻和电容。一般来说，电气设备中的流动电流与电气设备中的实际电压成正比。如果应用于实际电气设备的电压为正弦电压，那么电流在电气设备中产生的谐波电流也是正弦的，这样就不会产生谐波。但在实际应用过程中，电压和电流会呈现非线性负载。在这种情况下，所施加的电压和运行电流不是正弦的，这将导致谐波产生。在港口电气设备的运行中，整流电气设备主要有两种，一是镇流器，二是变频器。整流器的作用是把电气设备中的交流电转换成直流电。逆变器正好相反。该逆变器能有效地将电气设备中的直流电流转换为交流电。但有一点需要注意的是，在电流转换的过程中，除了正弦波外，还会出现高的负弦波。高阶负弦波是简谐形式的存在。这种谐波的存在对于整个港口电气设备会造成电力污染，极大程度上降低了电气设备的运行效果。

3在港口电气设备应用的过程中谐波的存在造成的具体影响

首先，在港口电气设备运行的过程中，谐波的产生在很大程度上影响电力线路中输电线路的稳定性。其次，在港口电气设备的运行中，谐波的产生会影响港口电气系统中变压器的性能。第三，港口电气设备运行过程中，谐波的产生严重影响港口电机的运行效率和运行稳定性。第四，在港口电气设备运行过程中，谐波的产生会影响整个港口供电和输电系统的可靠性和安全性。最后，在港口电气设备运行过程中，谐波的产生会严重影响整个电力设备系统的安全、连续运行。

4在港口电气设备运行的过程中，有效防止谐波产生的具体措施

从上述谐波对港口电气设备中所造成的情况分析，谐波的存在严重威胁着港口电气设备的正常运行，面对这种情况为了减少谐波所造成的危害，对于谐波的防治就要从管理和技术两个层面来进行防止。

4.1在港口电气设备运行应用的过程中，我们要对港口电气设备不断强化管理，针对管理的规章以及力度进行完善和强化

在对电气设备管理执行的力度上，港口中的管理人员要根据我国1993年颁发的GB/T14549《电能质量公用电网谐波》中的规定，对需要连接注入的谐波允许值的用户，要让其在安装的过程中必须安装电力谐波滤波器来限制用户在注入中所公用的电网谐波。

4.2在港口电气设备运行应用的过程中，我们要对现场电气设备的技术实施手段以及力度进行强化，要保障电气设备在运行的过程中最大限度降低谐波的产生

在供电系统中，谐波的产生是无法避免的，这就需要对其进技术上的改造，同时加大供电系统中短路和供电设备的容量，来提高电压的等级，将这三相的负载保持在一个平衡的状态中，这对于提高整个港口电气设备抵抗谐波的能力和维持港口电气设备的稳定是非常重要的。除了上述的两种措施之外，为了有效降低或者阻止港口电气设备中谐波的产生，我们要在电气设备设计的过程中加入防谐波问题的相应设计要求。

参考文献：

[1]郭东方.关于谐波对港口电气设备的影响探讨[J].山东工业技术，2016（09）：295.

[2]陈丽，董国斌.分析谐波对港口供电系统设备的影响及对策[J].科技创新导报，2014，11（05）：77.