工矿企业变配电系统谐波治理措施应用研究

工矿企业变配电系统谐波治理措施应用研究

高中波

西北工业集团有限公司陕西西安710043

摘要：工矿系统运作中，强力的配电系统在工作中不可避免会产生谐波，所以要利用有效手段对谐波进行处理。应用以节能减排为基础的企业变配电系统的谐波治理方式是现代社会迫切需要的。通过调节变配电系统电压极限值和电流允许值进行谐波治理设计，从而对谐波的集中治理与分散治理的方式进行探讨，并通过试验获取数据将新方式与传统方式进行对比，发现采用该方法与传统方法的不同。

关键词：工矿企业；配电系统；谐波治理

中图分类号：G642文献标识码：A

引言：新时代社会的发展离不开企业的发展[1]，随着电力系统在企业中的不断应用，谐波的产生也是不可避免且劳民伤财的，谐波产生的原因是由于变配电系统正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。会造成变配电系统电缆过热容易在高效工作中产生不必要的火灾；导致变压器过热；导致无功补偿装置发生损坏；对其他用电设备造成不良影响；导致变配电系统意外跳闸影响正常工作；谐波的产生还导致变配电系统额外的能量损失，所以要根据有效手段进行谐波的治理。跟随着企业不断发展的脚步，对配电系统的要求也是越来越高，要求在企业发展运行中，效率高成本低的配电系统是基本配置，而降低谐波产生的变配电系统也是矿产工业发展所迫切需要的。因为谐波的产生不但影响工程质量还对生态环境造成破坏，所以寻求降低谐波产生的方法迫在眉睫，预防及降低谐波产生的方案措施需要我们进行不断探索研究，了解谐波产生条件及产生规律，尽可能的在传统方法的基础上进行不断创新，从而制定最有效的谐波治理方案。

1变配电系统谐波治理的节能效益设计

节能减排是当今时代的标志性口号，因为在社会的不断进步中工业的发展不可避免，而想在国际舞台上有自己的一席之地，我们国家就必须在企业的开发上潜心钻研。企业的发展是一件非常不容易的事情，因为前期的探勘工程，中期进行的可行性研究，后期的高效率运作都需要强大的电力系统支撑。因为地质环境的恶劣及企业发展高速运转需要电力系统的配合，所以在电力系统不断工作中会产生大量的谐波污染。谐波电流流过变压器时会导致变压器发出额外的热量导致变压器的温度高于限定温度，从而降低变压器的使用寿命。在企业变配电系统高速工作时产生的谐波影响正常电网工作环境，所以要研究新型方式对其进行有效处理。从节能效益的角度出发研究配电系统谐波的治理首先要进行有效的规划，因为谐波的治理有很多种方式，但是真正能够做到节能减排的少之又少，很多方式对于谐波的处理很到位，对电网产生的污染非常细微，但是耗能巨大，从经济角度来讲并不可行。所以我们研究以集中方式谐波治理法和分散谐波治理法为手段对谐波进行治理，从这几个方案中选出最节能的方式并应用在企业变配电系统对谐波进行有效治理。

1.1变配电系统谐波集中治理方案设计

配电系统产生谐波不可避免，所以集中治理谐波的方法是具有实用效果的。谐波在跟随电力系统工作的过程中不断产生，并在产生过程中消耗大量的功率从而引起资源的消耗，我们采用集中治理的方式是通过调节经过导体电流的大小对谐波的产生进行控制，从而降低谐波的产生，减少其对企业生产发展的影响。这样能够使控制系统和数控机床的信号采集系统及测量系统的精度提升，从而降低企业加工精度缺失等。从节约能源方面来讲集中治理的好处在于同一时间段对各处配电系统进行整理集中，从而对配电系统谐波的产生进行控制。在电阻一定的情况下，调节经过导体电流大小从而使整个配电系统的功率发生改变，这样不但能减少谐波的产生，也能降低企业配电系统的耗电功率，从而在降低电网污染的前提下进行节能减排[3]，所以在企业的配电系统中采用集中治理的方案是有效可行的。

1.2变配电系统谐波分散治理方案设计

谐波电流会使系统电流峰值过大，导致电路保护装置产生反应，造成不必要的停电事件。分散谐波的治理方式是对一个大配电系统各处产生的谐波进行分批处理，通过科学有效的方法进行谐波的减弱，一般采用控制电压或电流的方式进行谐波控制，因为在电压与电流的控制过程中电力系统消耗的功率会发生改变。利用消耗的功率大小进行对比分析，从而确定最合适的电流值。并通过公式计算出此时消耗的功率大小，以及对谐波控制的能力[4]。谐波分散治理计算功率的公式如式1所示：

式中表示线路基波电阻。

这个方法通过对谐波产生时的电流值进行记录，然后通过限制导体每次电流通过值，从而研究谐波最少产生时候的导体经过电流值。这个方法适合于企业变配电系统对谐波的分散处理。由于谐波电流与基波电压频率不同，因此产生的功率是无功功率，谐波电流流过配电系统变压器也会产生热量，所以采用分散处理谐波方式可以降低电网的热能吸收，从而提高配电系统的工作能力[5]。

2实验论证分析

通过以上两种谐波治理方法对企业变配电系统产生的谐波进行有效治理，我们通过研究限制配电系统的电流大小对谐波产生的影响，并将实验获得数值进行记录，从而进行试验对比，表1是通过限制配电系统电流的方式采集的导线中流过单次谐波时的损耗值及与总电流损耗的偏差记录表：

图1谐波产生对比图

通过图1可以看出，在限制电流的情况下新设计的方式所产生的谐波比传统方式更少，说明采用本文提出的集中与分散处理谐波的方式更加实用化。

3结束语

在电力系统工作中谐波的产生是不可避免的，对企业发展造成影响。利用谐波治理方法对谐波进行治理可以控制变配电系统电缆发热，减少火灾发生的概率；防止配电系统出于自我保护而产生跳闸的现象，影响工作效率；减少谐波的产生还能降低变配电系统额外的能量损失，从而降低工作成本，提高工作效率。

参考文献：

[1]邵佳申，常恒瑞，郑占乐，等.变配电系统应用分析[J].中国组织工程研究，2017、21(23)：3767-3772.

[2]杜红平，王元地.学术论文参考文献引用的科学化范式研究[J].中国科技期刊研究，2017，28(1)：18-23.

[3]高继平，马峥，潘云涛，等.参考文献中的中国专利引文不规范分析及解决建议[J].中国科技期刊研究，2017，28(8).

[4]侯修洲，黄延红.基于配电系统谐波产生因素评估论述[J].编辑学报，2017，29(1)：70-72.

[5]林卫星.谐波集中处理方式在变配电系统中的应用[J].矿业研究与开发，2017，12(12)：117-121.