機場電力系統(tǒng)諧波治理與節(jié)能分析

茍文淵

（成都雙流機場股份有限公司 610202）

0 前言

時代在不斷變遷，隨著科學技術(shù)的不斷進步，人們生活水平日益提升，電力資源充當?shù)慕巧絹碓街匾絹碓蕉嗟姆蔷€性用電設(shè)備在電網(wǎng)中投入使用，導致電網(wǎng)的諧波含量不斷增大，大大增加了電網(wǎng)的附加損耗，干擾電網(wǎng)的保護裝置及自動化裝置的正常運行，威脅電網(wǎng)的安全運行，影響電能質(zhì)量。機場需要考慮電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是隨著機場電力系統(tǒng)自動化程度越來越高，更多的變頻設(shè)備在機場中應(yīng)用，諧波污染的問題越來越嚴重，所以治理電力系統(tǒng)的諧波任務(wù)異常繁重。

1 機場電力系統(tǒng)的主要諧波源

機場電力系統(tǒng)的諧波來源廣泛，主要包括照明系統(tǒng)例如熒光燈，LED節(jié)能燈等單相諧波源負載會產(chǎn)生大量的三次諧波，非常容易導致中性線電流過大，嚴重的會引發(fā)火災(zāi)；變頻調(diào)速設(shè)備例如空調(diào)等，三相變頻類用電設(shè)備的具體工作模式是結(jié)合六脈動變流器的具體情況進行調(diào)整的。捷運系統(tǒng)的機車在運行過程中是依賴交流變直流進行牽引的，期間會有大量的諧波出現(xiàn)；行李系統(tǒng)是機場內(nèi)部較大的系統(tǒng)，由上萬臺電動機組成，并且每臺設(shè)備向電網(wǎng)內(nèi)部注入的諧波電源比較小，但是由于數(shù)量龐大，疊加起來的諧波也是比較大的，特別是在航班任務(wù)繁重的情況下，產(chǎn)生的諧波對電力系統(tǒng)造成的沖擊比較大；動力系統(tǒng)主要有變頻調(diào)速設(shè)備組成，在變頻過程中也會有高次諧波產(chǎn)生；這些諧波的來源不同，但是對電力設(shè)備的運行穩(wěn)定性卻都能產(chǎn)生較大的影響，所以機場方面必須就諧波問題引起高度的重視。

2 諧波的危害

對電力網(wǎng)絡(luò)來講，諧波是一種嚴重污染，對電力系統(tǒng)以及系統(tǒng)中的電器元件會產(chǎn)生直接的影響，導致過負荷，附加損耗等，還會對用電設(shè)備造成直接的損害。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。諧波對電容器有嚴重的影響，導致電網(wǎng)和補償電網(wǎng)無功功率的并聯(lián)電容器出現(xiàn)串聯(lián)諧振；諧波對斷路器以及剩余電流動作保護裝置等會產(chǎn)生干擾，導致?lián)蝇F(xiàn)象的出現(xiàn)，高次諧波組成較大的時候會使得斷路器的分斷能力下降；諧波過大的時候影響電能計量表的準確性；由于諧波的存在導致與補償無功的電容器出現(xiàn)諧振，造成諧波過電壓或者過電流現(xiàn)象的出現(xiàn)；諧波電流使得配電線路的損耗增大，影響輸電能力；諧波導致電動機產(chǎn)生損耗，降低使用效率。

3 機場電力系統(tǒng)諧波的治理

針對捷運系統(tǒng)、行李系統(tǒng)、助航燈光系統(tǒng)的諧波進行治理，每一個系統(tǒng)的諧波情況不同，捷運系統(tǒng)及行李系統(tǒng)的供電系統(tǒng)相對比較獨立，所以受到其他變電站負荷的影響較小，目前機場電力系統(tǒng)進行諧波治理的時候需要有兩種措施，預(yù)防性的諧波治理，該種治理方式僅能治標卻不能治本；從諧波源頭出發(fā)，進行治理。

3.1 捷運系統(tǒng)的諧波治理

捷運系統(tǒng)由若干個牽引變電站組成，每一個變電站都配有牽引變壓器，這些變壓器能夠為捷運系統(tǒng)的負載提供電能，每一個牽引變電站又包括兩個變壓器，當捷運系統(tǒng)有車輛通過的時候，對變電站內(nèi)部的牽引機車及UPS控制系統(tǒng)的電源諧波進行測量，總諧波的畸變率越高，諧波影響越大。捷運系統(tǒng)的牽引系統(tǒng)和控制系統(tǒng)共用一臺變壓器，在具體運行過程中，由于控制系統(tǒng)需要較高的電壓要求，如果變壓器的選型與控制系統(tǒng)的電壓要求不相符的時候，就會導致牽引系統(tǒng)啟動時產(chǎn)生電壓波動。為了提升捷運系統(tǒng)控制系統(tǒng)的電源質(zhì)量，進行控制系統(tǒng)的電源改造，這是解決諧波干擾的關(guān)鍵舉措，將諧波干擾的供電線路進行調(diào)整，解決系統(tǒng)輸入電壓過高，輸入電壓波動的問題，消除諧波的干擾，保障控制系統(tǒng)的用電穩(wěn)定。

3.2 行李系統(tǒng)的諧波治理

結(jié)合行李系統(tǒng)的諧波特點及具體的供電情況，可以考慮安裝有源電力濾波器，在低壓側(cè)就地補償系統(tǒng)諧波，行李高速通道口位置安裝有源電力濾波器，經(jīng)過大量實踐證明，能夠?qū)⑿欣钔羞\系統(tǒng)中的諧波電流有效地消除，使得電網(wǎng)中的諧波電流滿足國家既定的標準。

3.3 助航燈光系統(tǒng)諧波的治理

針對助航燈光系統(tǒng)進行諧波治理，選擇合理的濾波器，正確的進行濾波器的安裝和使用是關(guān)鍵。通常有以下幾種處理措施，有源電力濾波器，該種濾波器產(chǎn)生的幅值一致，相位相反的諧波電流將待治理諧波抵消，并且不受負載變化的影響；無源電力濾波器，有LC等元件構(gòu)成，可以將相對應(yīng)頻率的諧波電流進行分流，但是該種濾波器只能將固定的諧波濾除，當在靜態(tài)環(huán)境下治理的時候會出現(xiàn)負載率較小的情況。

4 機場電力系統(tǒng)的節(jié)能分析

4.1 不斷提升配電系統(tǒng)功率因數(shù)

提升配電系統(tǒng)的功率因數(shù)減少功率消耗，主要通過以下措施完成，降低用電無功設(shè)備的損耗；設(shè)置靜電電容器，就電能的損耗進行補償。

4.2 選擇合理的變壓器

供電系統(tǒng)的電力傳輸是借助電壓轉(zhuǎn)換完成，電壓轉(zhuǎn)換需要變壓器的支持，由于變壓器的運行時間較長，所以從變壓器方面考慮節(jié)能可能性比較大，合理的選擇變壓器設(shè)備，降低變壓器的損耗，減少電能的損耗。

4.3 選擇合理的電動機

電動機實現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵在于促進功率因數(shù)及工作效率的優(yōu)化，在實際生產(chǎn)過程中選擇合理的電動機，當需要增加電動機輕載的時候可以通過調(diào)速變頻設(shè)備控制電動機的運行速率，減少電動機的空載和輕載，實現(xiàn)電能節(jié)約的目的。

5 結(jié)語

綜上所述，機場電力系統(tǒng)中的諧波來源廣泛，并且對機場的運行安全有直接的影響，所以需要就諧波的來源和危害進行明確，然后針對性的采取解決對策，減少諧波對電力系統(tǒng)的影響，并且積極采取有效地節(jié)能措施，促進機場電力系統(tǒng)供電的有效性。

[1]馬斌學.機場航站樓諧波治理探討[J].電能質(zhì)量，2014

[2]柴杰強.關(guān)于機場助航燈光系統(tǒng)中諧波的分析與治理[J].方案設(shè)計，2015

[3]鄭宇狄.機場電力系統(tǒng)諧波治理與節(jié)能分析[J].科技與向?qū)В?013

[4]王言亮.諧波附加損耗及其降損節(jié)能分析[J].電氣技術(shù)，2009