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摘 要：随着烟厂用电需求量的不断增加，其配电系统也出现一些频发性问题，由配电系统的谐波问题引起的事故和安全隐患尤为突出。配电系统中的谐波问题主要有人为性、非技术性以及不确定性等特点，属于一种典型的配电系统事故，对配电网各个环节的安全作业有着严重的影响。因此必须要做好配电谐波检测排查工作，及时的针对谐波事故做好应对措施，快速的处理配电谐波问题所造成的安全隐患，从而确保烟厂配电系统的良性、稳定、安全的运行。
关键词：配电系统;谐波;有源滤波器;无源滤波器
中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2019）03-0072-02
1 引 言
烟厂配电网系统中的谐波安全能够直接反映着电力系统的运行的状况，不但有效的确保了烟厂输电线路的安全，同时也能客观的反映出烟厂产业效益的经济水平。随着烟厂生产规模的不断扩大，各类电气设备大量的被投入到生产运营中，由于这些电气设备中负荷的非线性关系，导致电压与电流间的波形出现畸变，这就会造成谐波电压和谐波电流，如果谐波电压与谐波电流在运转时超过标量负荷，必然会给电气设备的运行带来诸多不利影响，如电压不稳定、大面积短路和线路瘫痪等问题。因此为了确保烟厂配电系统的正常运行，保障烟厂的正常生产，必须要重视配电系统中的谐波问题，对配网谐波问题进行技术革新，使得配网系统的谐波问题引发的事故得到有效控制，而这也是现阶段烟厂配电系统亟需解决的问题。
2 案 例
在“十五”技改之后，某烟厂在生产运营时，其电容器柜出现过热现象，并且其工艺控制系统主机频繁发生死机和卡机，经成套柜生产商与电气工程人员研究分析，一致认为该现象的产生是由于配电系统的谐波问题所导致。
按照电气设计人员在规划初期的建议，利用电能质量分析仪对烟厂配电网系统进行谐波测试。车间变电所1的配置主要有：补偿柜为单体电容器，为35kVAR，型号是LCMD-35kVAR-0.44kV，每柜9只，有10路投切，分为两柜;变压器的参数为10000/400，1250kVA，Z=5.27%;系统电压400V。车间变电所2的配置主要有：补偿柜为单体电容器，为45kVAR，型号是LCMD-35kVAR-0.44kV，每柜10只，有10路投切，分为两柜;变压器的参数为10000/400，2000kVA，Z=6.08%。表1和表2为测量结果，从表中能够得出，其总畸变率超过或者靠近有关谐波标准，特别是第五次谐波的测量，畸变增大尤为明显，则需要对其进行专业的谐波处理。
3 谐波的产生
对于配电系统而言，一般都是希望交流电流与交流电压之间呈正弦波。当在电感、电容以及线性无源元件电阻上施加正弦电压，此时仍然是相同频率的正弦波。但在非線性电路上施加正弦波电压，此时电流则会改变，变成非正弦波，由于受到电网阻抗的影响，非正弦波电流则会出现压降，则会对电压产生影响，使电压变为非正弦波。受到非正弦波电流和非正弦波电压的影响，电力机车、电弧炉、调光设备以及变频空调等电气设备在运行中都会受多次谐波的影响。
4 谐波的危害
在烟厂运行生产中，谐波的产生对公用电网以及其他系统都会产生一定的危害。
（1）由于受到谐波的影响，导致公用电网中的相关器件在运行中产生了附加的谐波损耗，对电力系统的发电、输电和电气设备的用电效率都有着巨大的影响，此外当中线流过大量的3次谐波电流，则会导致输电线路出现发热现象，甚至还会引起火灾。
（2）谐波还会对烟厂生产运行中的各类电气设备的性能产生影响，不但会对电动机的运转产生附加的损耗，还会使得电动机的运转产生噪音、机械振动以及过压，导致变压器出现过热现象。谐波会导致电缆和电容器过热、线路加速老化、绝缘性能降低、设备使用寿命降低以及损坏。
（3）谐波还会使得公用电网中局部的串联谐振与并联谐振，使得谐波不断放大，产生的谐波过电流与过电压，对无功补偿设备造成巨大的损害。
（4）由于平行的通信系统和电力线路之间存在磁场与电场的耦合，因此谐波的产生还会对周围的通信系统产生不利影响，轻则产生噪音，使得通信质量降低，重则使得通信信息故障甚至丢失，导致通信系统无法顺利开展。
（5）谐波的产生还会对继电保护与自动装置产生影响，甚至会出现误动作现象的发生。
许多国家针对谐波的危害都出台了限制电网谐波的有关标准，或者是由有关权威机构制定有效限制谐波产生的规定，例如IEEEStd-1992和IEC1000-3-2等相关标准和规定。这些标准和规定的原则就是为了限制电网的谐波电流注入到谐波源，将电网谐波有效的控制在合理范围内，这就能使得电气设备的运行不受谐波的影响。
5 降低和治理烟厂配电系统谐波问题的有效措施
现阶段，针对烟厂配电系统谐波问题而言，主要的治理和降低谐波问题的措施有：
（1）增加换流装置脉动数量，通过将换流装置进行改造或者利用相互之间一定移相角的换流变压器;
（2）增加交流滤波装置，可以在谐波源周围安装一定数量的单调谐或者高通滤波之路，这样就能有效的吸收谐波电流;
（3）对谐波源的工作方式或者配制进行改变，对于谐波互补性的电气设备应该进行集中布置与管理，否则就需要进行交错使用或者分散使用，对于谐波量大的工作方式要进行适当的限制;
（4）还可以在用户线路中加装串联电抗器，这样就可以将系统间的电气距离提升，有效的降低了谐波对不同区域电网的影响; （5）需要从电压电流、线路阻抗、负载特性等参数分析出三相不平衡的原因，改善线路三相不平衡度;
（6）加装静止无功补偿装置，可以利用TCT、TCR、以及SR等静止补偿装置，将其容性部分改为滤波器;
（7）也可以将谐波源合理的改装为高一级电压的电网或者更大容量的供电点，这样能够提升配电系统的抗谐波能力;
（8）为了有效的提升装置或者电气设备抗谐波的干扰性能，提升抗谐波保护的能力，可以在谐波敏感设备上加装保护装置;
（9）为了有效的抑制谐波的产生，也可以利用有源滤波器和无源滤波器等新型抑制措施。
由于烟厂生产对工艺的要求较为严格，变频设备和大容量的电机频繁使用，这就会导致谐波含量偏大，同时谐波源的设备无法集中，较为分散。因此电气设计工作人员，在电气设计时，就必须要充分考虑谐波的影响，按照实际生产的技术要求和经济性，制定出有效降低谐波产生的生产模式和工作方式。
現阶段，治理烟厂配电系统谐波问题最有效的措施就是合理的加装滤波器。无源滤波补偿技术是当前应用效果最好、应用最为广泛且价格也相对合理的解决措施。无源滤波器主要是由电阻R、电容器C、电抗器L构成，按照结构特性可以分为单调谐滤波器、双调谐滤波器以及高通滤波器，其工作原理接线图如图1中的（a）、（b）、（c）。
近几年，随着电子技术的不断发展，有源滤波补偿技术也不断推广和应用，其技术也不断成熟，相较于无源滤波补偿技术，有源滤波补偿技术具有响应及时、适应性强以及功能齐全等优点。
为了有效的抑制高次谐波，降低谐波对电网的影响，提升烟厂供电的质量，针对烟厂配电系统中存在的谐波问题，我建议加装无源滤波器或者有源滤波器，在加装滤波装置后，就可以有效的吸收80%以上的谐波，大大的降低了谐波对配电系统以及电气设备的影响，防止电气设备的误动作，提升了设备的计量性能，使烟厂的电气设备能够安全高效的运行。
6 结束语
在烟厂配电系统运行，如果产生谐波问题，就会出现电压不稳定、大面积短路和线路瘫痪等问题。因此为了确保烟厂配电系统的正常运行，保障烟厂的正常生产，必须要重视配电系统中的谐波问题，采取有效的措施来降低和治理谐波问题。
参考文献
[1]韦 文.关于烟厂配电系统谐波畸变率大的治理措施探讨[J].轻工科技，2013（8）：66～67.
[2]孙俊峰，房华伟.烟草工业配电系统谐波治理探讨[J].机电工程技术，2012，41（2）：59～63.
[3]任巧智.供配电系统中电力谐波及其治理方法的研究[J].科技展望，2016，26（9）.
收稿日期：2018-12-2
关键词：配电系统;谐波;有源滤波器;无源滤波器
中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2019）03-0072-02
1 引 言
烟厂配电网系统中的谐波安全能够直接反映着电力系统的运行的状况，不但有效的确保了烟厂输电线路的安全，同时也能客观的反映出烟厂产业效益的经济水平。随着烟厂生产规模的不断扩大，各类电气设备大量的被投入到生产运营中，由于这些电气设备中负荷的非线性关系，导致电压与电流间的波形出现畸变，这就会造成谐波电压和谐波电流，如果谐波电压与谐波电流在运转时超过标量负荷，必然会给电气设备的运行带来诸多不利影响，如电压不稳定、大面积短路和线路瘫痪等问题。因此为了确保烟厂配电系统的正常运行，保障烟厂的正常生产，必须要重视配电系统中的谐波问题，对配网谐波问题进行技术革新，使得配网系统的谐波问题引发的事故得到有效控制，而这也是现阶段烟厂配电系统亟需解决的问题。
2 案 例
在“十五”技改之后，某烟厂在生产运营时，其电容器柜出现过热现象，并且其工艺控制系统主机频繁发生死机和卡机，经成套柜生产商与电气工程人员研究分析，一致认为该现象的产生是由于配电系统的谐波问题所导致。
按照电气设计人员在规划初期的建议，利用电能质量分析仪对烟厂配电网系统进行谐波测试。车间变电所1的配置主要有：补偿柜为单体电容器，为35kVAR，型号是LCMD-35kVAR-0.44kV，每柜9只，有10路投切，分为两柜;变压器的参数为10000/400，1250kVA，Z=5.27%;系统电压400V。车间变电所2的配置主要有：补偿柜为单体电容器，为45kVAR，型号是LCMD-35kVAR-0.44kV，每柜10只，有10路投切，分为两柜;变压器的参数为10000/400，2000kVA，Z=6.08%。表1和表2为测量结果，从表中能够得出，其总畸变率超过或者靠近有关谐波标准，特别是第五次谐波的测量，畸变增大尤为明显，则需要对其进行专业的谐波处理。
3 谐波的产生
对于配电系统而言，一般都是希望交流电流与交流电压之间呈正弦波。当在电感、电容以及线性无源元件电阻上施加正弦电压，此时仍然是相同频率的正弦波。但在非線性电路上施加正弦波电压，此时电流则会改变，变成非正弦波，由于受到电网阻抗的影响，非正弦波电流则会出现压降，则会对电压产生影响，使电压变为非正弦波。受到非正弦波电流和非正弦波电压的影响，电力机车、电弧炉、调光设备以及变频空调等电气设备在运行中都会受多次谐波的影响。
4 谐波的危害
在烟厂运行生产中，谐波的产生对公用电网以及其他系统都会产生一定的危害。
（1）由于受到谐波的影响，导致公用电网中的相关器件在运行中产生了附加的谐波损耗，对电力系统的发电、输电和电气设备的用电效率都有着巨大的影响，此外当中线流过大量的3次谐波电流，则会导致输电线路出现发热现象，甚至还会引起火灾。
（2）谐波还会对烟厂生产运行中的各类电气设备的性能产生影响，不但会对电动机的运转产生附加的损耗，还会使得电动机的运转产生噪音、机械振动以及过压，导致变压器出现过热现象。谐波会导致电缆和电容器过热、线路加速老化、绝缘性能降低、设备使用寿命降低以及损坏。
（3）谐波还会使得公用电网中局部的串联谐振与并联谐振，使得谐波不断放大，产生的谐波过电流与过电压，对无功补偿设备造成巨大的损害。
（4）由于平行的通信系统和电力线路之间存在磁场与电场的耦合，因此谐波的产生还会对周围的通信系统产生不利影响，轻则产生噪音，使得通信质量降低，重则使得通信信息故障甚至丢失，导致通信系统无法顺利开展。
（5）谐波的产生还会对继电保护与自动装置产生影响，甚至会出现误动作现象的发生。
许多国家针对谐波的危害都出台了限制电网谐波的有关标准，或者是由有关权威机构制定有效限制谐波产生的规定，例如IEEEStd-1992和IEC1000-3-2等相关标准和规定。这些标准和规定的原则就是为了限制电网的谐波电流注入到谐波源，将电网谐波有效的控制在合理范围内，这就能使得电气设备的运行不受谐波的影响。
5 降低和治理烟厂配电系统谐波问题的有效措施
现阶段，针对烟厂配电系统谐波问题而言，主要的治理和降低谐波问题的措施有：
（1）增加换流装置脉动数量，通过将换流装置进行改造或者利用相互之间一定移相角的换流变压器;
（2）增加交流滤波装置，可以在谐波源周围安装一定数量的单调谐或者高通滤波之路，这样就能有效的吸收谐波电流;
（3）对谐波源的工作方式或者配制进行改变，对于谐波互补性的电气设备应该进行集中布置与管理，否则就需要进行交错使用或者分散使用，对于谐波量大的工作方式要进行适当的限制;
（4）还可以在用户线路中加装串联电抗器，这样就可以将系统间的电气距离提升，有效的降低了谐波对不同区域电网的影响; （5）需要从电压电流、线路阻抗、负载特性等参数分析出三相不平衡的原因，改善线路三相不平衡度;
（6）加装静止无功补偿装置，可以利用TCT、TCR、以及SR等静止补偿装置，将其容性部分改为滤波器;
（7）也可以将谐波源合理的改装为高一级电压的电网或者更大容量的供电点，这样能够提升配电系统的抗谐波能力;
（8）为了有效的提升装置或者电气设备抗谐波的干扰性能，提升抗谐波保护的能力，可以在谐波敏感设备上加装保护装置;
（9）为了有效的抑制谐波的产生，也可以利用有源滤波器和无源滤波器等新型抑制措施。
由于烟厂生产对工艺的要求较为严格，变频设备和大容量的电机频繁使用，这就会导致谐波含量偏大，同时谐波源的设备无法集中，较为分散。因此电气设计工作人员，在电气设计时，就必须要充分考虑谐波的影响，按照实际生产的技术要求和经济性，制定出有效降低谐波产生的生产模式和工作方式。
現阶段，治理烟厂配电系统谐波问题最有效的措施就是合理的加装滤波器。无源滤波补偿技术是当前应用效果最好、应用最为广泛且价格也相对合理的解决措施。无源滤波器主要是由电阻R、电容器C、电抗器L构成，按照结构特性可以分为单调谐滤波器、双调谐滤波器以及高通滤波器，其工作原理接线图如图1中的（a）、（b）、（c）。
近几年，随着电子技术的不断发展，有源滤波补偿技术也不断推广和应用，其技术也不断成熟，相较于无源滤波补偿技术，有源滤波补偿技术具有响应及时、适应性强以及功能齐全等优点。
为了有效的抑制高次谐波，降低谐波对电网的影响，提升烟厂供电的质量，针对烟厂配电系统中存在的谐波问题，我建议加装无源滤波器或者有源滤波器，在加装滤波装置后，就可以有效的吸收80%以上的谐波，大大的降低了谐波对配电系统以及电气设备的影响，防止电气设备的误动作，提升了设备的计量性能，使烟厂的电气设备能够安全高效的运行。
6 结束语
在烟厂配电系统运行，如果产生谐波问题，就会出现电压不稳定、大面积短路和线路瘫痪等问题。因此为了确保烟厂配电系统的正常运行，保障烟厂的正常生产，必须要重视配电系统中的谐波问题，采取有效的措施来降低和治理谐波问题。
参考文献
[1]韦 文.关于烟厂配电系统谐波畸变率大的治理措施探讨[J].轻工科技，2013（8）：66～67.
[2]孙俊峰，房华伟.烟草工业配电系统谐波治理探讨[J].机电工程技术，2012，41（2）：59～63.
[3]任巧智.供配电系统中电力谐波及其治理方法的研究[J].科技展望，2016，26（9）.
收稿日期：2018-12-2