论工业厂房供配电系统谐波问题及对策

冯岩

[摘    要]为保证工业厂房配电系统的稳定、高效运转，确保电力资源的持续供应，减少电力故障的发生，工业厂房在进行供配电系统设计、优化过程中，需要采取针对性举措，做好系统的优化调整，形成稳定的供配电机制。本文以谐波问题的处理作为研究核心，多角度出发探讨工业厂房供配电系统谐波问题应对策略，旨在实现谐波的有效应对，规避谐波故障风险。

[关键词]工业厂房;供配电系统;谐波问题;应对策略

[中图分类号]TM711 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）09–00–03

[Abstract]In order to ensure the stable and efficient operation of the power distribution system in the industrial workshop， ensure the continuous supply of power resources and reduce the occurrence of power failure， it is necessary to take targeted measures to optimize the system and form a stable power supply and distribution motor system in the process of power supply and distribution system design and optimization. In this paper， the treatment of harmonic problems as the core of the study， multi angle approach to industrial plant power supply and distribution system harmonic problem coping strategies， aimed at achieving effective response to harmonics， avoiding harmonic fault risk.

[Keywords]industrial workshop; power supply and distribution system; harmonic problems; coping strategies

隨着工业生产规模的持续扩大，工业厂房在供配电系统设置过程中，需要采取相应技术举措，做好结构的设置与优化等方面的工作，确保电力资源的持续供应。但是在供配电系统运行过程中，受到多种因素的影响，非线性负载的体量日益增加，这种情况的发生，导致谐波问题的出现，诱发电力资源配置效能下降以及内部通信体系混乱的情况，对工业生产活动的开展产生消极作用。

1 供配电系统谐波概述

对供配电系统谐波特性以及危害的探讨，引导技术人员形成正确的观念认知，准确把握供配电系统谐波处理的必要性，为后续谐波问题诱发原因、应对策略的探讨，提供了方向性引导。

1.1 谐波特点

工业化进程的加快，工业生产规模的增加，使得电力系统中存在大量的非线性负载的情况。非线性负载导致供配电系统中参数发生了快速变化，引发供配电线路无序化问题。谐波是指电流中含有的频率为急波整数倍的电量，主要包括了周期波、正弦波分量等几种类型[1]。谐波问题出现后，如果没有得到有效处理，势必引发线损、缩短设备使用寿命等危害性。

1.2 谐波问题的危害性

从实际情况来看，谐波问题的危害主要集中于线损、电力设备使用寿命、通信的稳定性等几个方面。具体来看，工业厂房配电系统谐波问题发生后，供配电系统内的电流、电压发生了深刻变化，导致现有的电力设备组件在短时间内，难以对谐波电压、谐波电流进行有效控制。加之谐波问题的持续周期较长，导致配电线路的损伤持续积累，进而诱发供配电系统线路受损，出现电力传输中断的几率相对较高[2]。谐波问题发生后，对于工业厂房供配电系统中的各类设备组件会产生较大的危害，在影响设备正常的同时，也造成设备使用寿命的缩短。例如，现阶段部分技术人员在谐波问题处理过程中，往往通过绝缘材料的使用，来实现供配电系统的有效保护，减少谐波问题对于供配电系统内部电压、电流影响。但是这种处理方式，增加了变压器、电容器的涡流损耗，进而诱发电力设备噪音、过热的情况发生，加速了绝缘设备的老化，同时过热等问题的出现，也使得电力设备的使用寿命缩短。工业厂房生产过程中，由于涉及到的生产环节较多，为满足生产活动的相关要求，往往需要依托通信系统，对各个不同生产环节进行必要的信息交互，确保各项生产任务的顺利完成。供配电系统谐波问题的出现，在很大程度上，对现有的通信系统造成一定的干扰，由于谐波长度的不确定性，使得通信系统中的长波、短波受到影响，增加了通信噪音的严重程度，影响了语音信号、视频信号的传输稳定性[3]。工业厂房在供配电系统规划设计过程中，为减少电力故障，技术人员往往借助于继电保护器等设备，对供配电系统中的故障实现快速发现与有效排除，以保证供配电系统运行的稳定性。谐波问题发生后，导致继电保护器保护动作的灵敏性、准确性下降，造成误动作发生几率的增加，进而诱发跳闸情况的出现，影响电能的供应、配置能力。为有效应对谐波问题所引发的线损、设备老化、通信质量以及误动作等问题，确保供配电系统的良性运转，需要从实际出发，明确谐波问题的危害，在此基础上，尝试采取相应举措，进行科学应对。

2 工业厂房供配电系统谐波问题诱发原因

工业厂房配电系统谐波问题的出现是多方面的，对谐波诱发问题的深入探讨，有助于技术人员能够针对谐波问题诱发原因，对现有的技术思路进行梳理，增强供配电系统谐波问题应对策略的有效性。

工业厂房供配电系统谐波问题的发生，其诱发因素是多方面的。具体来看，部分工作人员对于谐波问题危害性的认识不够全面，导致在谐波处理过程中，存在误操作的问题，使得设备参数的调试、谐波问题的应对存在较大的误区，造成谐波问题的处理效果无法满足实际的使用需求。例如技术人员在供配电系统谐波问题的处理过程中，没有正确认识到谐波大小与磁路运行回路、铁心饱和度、电力能质量以及用电设备状态之间的相互关系。这种观念认知的局限性，使得工业厂房供配电系统谐波问题的发生率相对较高，技术人员对于谐波问题的处理能力受到限制，在一定程度上，增加了谐波问题的危害性，影响了供配电系统运行的可靠性[4]。除了技术人员在思维认知方面存在的问题之外，由于工业厂房供配电系统涉及到设备组件较多，不同的电力设备在运行过程中，受到不同因素的影响，导致谐波问题发生率较高。例如供配电系统中变频装置、晶閘管整流设备、直流屏UPS的影响，造成谐波问题的发生。以某工业厂房为例，为保证工厂运行需求，其在厂房的相应位置设置了6座变配电室，变压等级为10/0.4 kV，并结合实际运转需求，对变频设备、晶闸管整流设备以及UPS参数做出相应的调整，以保证电力资源的持续稳定供应。但是从实际情况来看，该工业厂房中使用的低压变频器在运行过程中，会造成谐波泛化的问题，增加了谐波的危害程度，尤其是其使用的变频装置数量较多，造成谐波较为复杂，技术人员在谐波问题处理过程中，需要处理整数次谐波以及分数次谐波，谐波处理难度大大增加。对工业厂房供配系统谐波认识不全面，电力设备参数控制不科学等原因，使得供配电系统谐波照问题发生率较高，谐波处理难度较高。为有效应对这种局面，技术人员需要从实际层面出发，结合谐波问题诱发原因，在此基础上，制定相应的供配电系统谐波问题处理方案，保证供配电系统安全、稳定运转，满足工业生产环节对于电力资源的使用需求。

3 工业厂房供配电系统谐波问题应对策略

工业厂房供配电系统谐波问题的处理，要求技术人员坚持问题导向、坚持结果导向，在科学性原则、实用性原则的框架下，吸收借鉴过往有益经验，制定合理的应对方案，实现谐波问题的高效处置。

3.1 无源滤波装置在工业厂房供配电系统中的应用

无源滤波装置在供配电系统谐波问题处理中的应用，可以依托相关技术手段，有效抑制供配电系统中谐振的产生，实现对谐波的分流处理。无源滤波装置在实际应用过程中，技术人员可以在科学性原则、实用性原则的引导下，采用单频谐滤波器、高通滤波器对供配电线路中存在的谐波进行针对性处理，以保证谐波问题的合理化应对。例如在单调谐滤波器应用过程中，技术人员需要在技术应用之前，全面评估分析谐波频率，根据谐波频率的分析结果，对单调谐滤波器进行合理选型与高效应用，通过这种方式，对供配电系统中谐波产生的固定次数的低阻抗进行必要的分流处理，以实现谐波问题的有效处理。在高通滤波器的应用环节，技术人员可以根据实际需要，将不同频率的单调谐滤波器进行组合使用，通过这种方式，强化谐波的有效分流[5]。例如某工业厂房在谐波处理过程中，针对供配电系统运行要求，采用高通滤波器，将供配系统中产生的80 %～90 %的谐波进行了分流，有效降低了供配电系统谐波负载体量，大大提升了供配电系统运行的安全性。

3.2 有源滤波装置在工业厂房供配电系统中的应用

有源滤波装置在工业厂房供配电系统中的应用，实现了对负载电波的有效监测，并计算谐波电流补偿的规模，在此基础上，通过反向操作，使得谐波电流在经过绝缘栅双极型晶体管处理后，使得谐波电流导入到电力系统之中，实现电流的有效补偿。与无源滤波装置相比，这种技术方案对于闪变有着较强的抑制作用，并且运行能力较强，自适应效果较好，可以根据供配电系统的实际，进行灵活的技术应用，有效防范供配电系统中的谐波问题，减少谐波对于供配电系统的影响，实现了供配电系统的有序运转。

4 供配电系统谐波问题处理注意事项

供配电系统谐波问题处理涉及到的内容较多，为保证谐波问题处理成效，保证供配电系统运行的稳定性，提升谐波处理方案的可行性与针对性，技术人员需要从实际，明确谐波问题处理注意事项，实现谐波问题的科学应对。

供配电系统谐波问题的处理，要求技术人员从实际出发，结合谐波问题的危害以及现有的技术应用手段，认真做好无源滤波装置、有源滤波装置的应用，以实现对工业厂房供配电系统谐波问题的科学处理。为保证供配电系统谐波问题的处理能力，技术人员需要从实际出发，结合不同谐波问题处理方式的差异，对技术参数做出相应的调整，以保证无源滤波装置、有源滤波装置的科学应用。例如在实际应用环节，可以采用总补偿、部分补偿或者局部补偿的方式，做好技术的应用工作。例如在总补偿环节，技术人员针对于非线性负载不集中，供配电设备单台容量较小的情况，在供配电系统的电源总进线位置增加滤波装置，在保证电力资源持续供应的同时，实现对谐波的有效分流。这种处理方式，实现了对目标区域内谐波的有效补偿，从而应对非线性负载位置分布不集中的问题。对于非线性负载位置集中的情况，技术人员可以采用部分补偿的方式，在工业厂房的主要供配电线路上设置滤波装置，以达成部分补偿的目标。通过对供配电系统谐波问题处理注意事项的合理把控，确保谐波问题应对的有效性，增强工业厂房供配电系统运行成效。

5 结束语

谐波问题的发生，对于工业厂房供配电系统运行的稳定性、有效性有着最为直接的影响。为实现谐波问题的有效处理，本文从实际出发，积极探讨工业厂房供配电系统谐波问题应对策略，实现谐波问题的有效解决，切实满足工业生产过程汇总，对于电力资源的使用需求，形成高效的电源体系。

参考文献

[1] 何仁彪.论工业厂房配电系统谐波问题及对策[J].科技风，2020（27）：113-115.

[2] 王德明.工业厂房配电系统协同谐波问题分析及解决方案[J].中国高新科技，2019（10）：67-68.

[3] 聂瑞.供配电系统中电力谐波及治理方法的思考[J].军民两用技术与产品，2018（3）：77-79.

[4] 张大炜.锅炉房供配电系统的谐波治理策略研究[J].电力系统装备，2019（12）：92-93.

[5] 汪浩.浅谈医院供配电系统谐波的分析和治理[J].科技资讯，2018（7）：46-47.