探析低壓配電線路無功補償裝置諧波治理技術

柳洪波

（國網山東省電力公司平度市供電公司，山東青島，266700）

探析低壓配電線路無功補償裝置諧波治理技術

柳洪波

（國網山東省電力公司平度市供電公司，山東青島，266700）

本文在分析諧波污染對低壓配電網影響的基礎上，對低壓配電線路無功補償裝置諧波治理技術進行了分析。

低壓配電線路；無功補償裝置；諧波治理技術

0 前言

在低壓配電網運行過程中，經常會出現非線性負荷，導致低壓配電網的功率因數下降，致使諧波污染出現，使得低壓配電線路的運行效率下降，供電可靠性及穩定性受到影響，穩定的電力供應是社會生活各個方面正常進行的前提，隨著科學技術的不斷發展以及社會生活的持續進步，電力供應的支撐作用越來越明顯地體現出來，各行各業對于穩定的電力供應的依賴程度也逐步增加。在低壓配電線路供電過程當中，諧波的出現給低壓配電線路的工作質量帶來了嚴重的負面影響，諧波污染會導致配電線路運行不穩定，電壓質量下降，供電效率降低，出現不必要的電能浪費。因此，需要科學應用無功補償裝置，對低壓配電線路中的諧波污染進行有效治理，在有效控制諧波污染的情況下，真正提升低壓配電線路的工作質量。

1 諧波污染對低壓配電網的影響

1.1對低壓配電線路正常工作產生影響

在低壓配電線路正常工作過程中，如果有諧波電流從低壓配電線路中通過，低壓配電線路中會隨之出現集膚效應和有功功率損耗，使得諧波的電阻增大，線路中的電流損耗馬上增加，對低壓配電線路的供電效率造成影響，顯著降低了低壓配電線路供電的質量。除此之外，在正常情況下低壓配電線路中性線的電流值是非常小的，因而中性線的配線也比較細，但出現諧波之時，中性線中的電流會急劇增加，較細的線路完全無法滿足電流通過的需求，很容易導致中性線出現溫度急劇升高、絕緣被燒壞甚至造成短路的情況出現，更嚴重時還會導致火災發生，后果不堪設想。

1.2導致電網出現諧振現象

在低壓配網正常工作過程中，諧波的出現很容易導致電網出現諧振現象，此時低壓配網內部會存在諧振點，在長時間的運行過程中，會給低壓配網造成嚴重的損害。在諧波電壓或者諧波電流出現的情況下，低壓配電網中繼電保護器的工作出現異常，往往會導致其出現錯誤動作，對電力設備乃至低壓配網的正常運行帶來潛在隱患。除此之外，諧波的出現也會對測量回路造成影響，導致其測量結果出現較大的誤差，或者導致二次設備頻繁動作，造成繼電保護裝置接觸點接觸狀況不良，給低壓配網的正常運行帶來較為嚴重的負面影響，進而導致供電企業出現利益損失。

1.3對主變壓器造成影響

低壓配電網當中諧波的出現，對于主變壓器造成的影響也是非常明顯的。當前低壓配電網中使用的主變壓器普遍具有繞組固定的特征。在低壓配電線路出現諧波污染的情況下，低壓配電線路中主變壓器的繞組損耗會顯著增加，進而導致主變壓器內部和外殼部件的溫度升高，在長期運行過程中，會使得主變壓器絕緣體受到嚴重損壞，不僅降低了主變壓器的使用壽命和運行質量，而且帶來了較為嚴重的安全隱患。由于主變壓器是低壓配電網中的重要設備，諧波污染對主變壓器造成的不利影響也會間接造成供電企業供電效益下降，給企業帶來較大的經濟損失。

1.4對電容器造成影響

在低壓配電網中，電容器也是諧波污染容易影響到的設備元件。在低壓配電線路中出現諧波電壓后，諧波電壓會作用于電容器，在諧波電壓的影響下，電容器的自身溫度會顯著升高，在電容器的自身溫度超過電容器所能承受的溫度極限時，電容器很容易發生爆炸事故，給低壓配電網的安全穩定運行帶來嚴重的影響，也給供電企業的供電效益帶來嚴重影響。除此之外，電容器在諧波電壓的影響下，會產生諧波諧振，這也會給低壓配電網帶來很大的影響，尤其是影響低壓配電網的供電穩定性，并成為低壓配電網穩定運行過程中不得不重視的問題。

2 低壓配電線路無功補償諧波治理技術

在低壓配電線路中，諧波污染的良好治理，是保障低壓配電線路穩定、安全、有效、低能耗運行的重要前提和基本保障。當前低壓配電線路無功補償裝置諧波治理技術主要有兩種，一種是在電能用戶端實施無功補償諧波治理，一種是在變電站實施無功補償諧波治理。

2.1在用戶端的實施無功補償諧波治理

在用戶端實施無功補償諧波治理的方式，是在電能用戶端植入有源濾波器或者無源濾波器，達到治理諧波的目的。在植入無源濾波器的過程中，無源網絡是必不可少的，其組成部分有電容、電感和電阻，可以充分吸收諧波電流，得到了廣泛應用。在用戶端進行無功補償諧波治理，最重要且最關鍵的工作就是選擇合理的濾波器，在單調濾波器和雙調濾波器中選擇合適的類型，實現對于配電線路中諧波污染的有效吸收。

2.2在變電站實施的無功補償諧波治理

在低壓配電網變電站中進行諧波治理也是一個非常行之有效的諧波污染治理方式，且管理起來更加便捷，治理效果更加系統化。當前，低壓配電網變電站中進行的諧波污染治理，主要采用混合型電力濾波器來實現，混合型電力濾波器實現了有源濾波器和無源濾波器功能的整合，達到了更好的配電網諧波吸收效果。混合型電力濾波器的工作原理可以分為串聯混合型和并聯混合型，在實際使用中需要靈活選擇以達到最佳的諧波治理效果。

3 低壓無功補償裝置的科學選擇

為了達到最佳的低壓配電網諧波治理效果，需要科學選擇低壓無功補償裝置，具體把握以下幾點原則：其一，低壓無功補償裝置的選擇應當在掌握諧波的含量以及負載性質的基礎上進行，其中諧波含量的檢測需要借助諧波測試儀進行，電力負載性質包含電力負載的變化幅度和變化頻率、三相負載之間的平衡程度、電力負載中諧波源的容量等。此外，在一些特殊的場合如大型商場、起重設備制造企業等，對諧波的控制要求更高，因此低壓無功補償裝置的選擇也需要結合這些場合的現場實際進行。其二，低壓無功補償裝置的選擇應當在準確搜集配電網的技術參數的基礎上進行，配電網系統相關技術參數是濾波器設計的重要依據，配電網系統相關技術參數包括運行電壓值、運行電壓值變化范圍、配電網額定電壓、配電網電壓畸變率測試值、基波頻率無功負荷狀態、諧波電壓控制國家標準等，在掌握配電網相關技術參數的基礎上，濾波器的設計才能夠有據可循，其設計的科學性和實用性也將進一步提升。其三，低壓無功補償裝置的選擇要結合對諧波含量的科學預測，結合以上兩點，借助仿真模型工具，通過仿真計算制定出大致的無功補償實現方案，有效預測配電網中是否會出現諧波共振和諧波放大的情況，在此基礎上實現低壓配電網無功補償裝置諧波治理效果的提升，并對無功補償過程中可能出現的問題和狀況做好提前預防。低壓無功裝置在選擇過程中，需要進行充分的信息搜集、原理論證和效果模擬，絕對不可以隨意為之，否則非常容易導致無功補償效果不佳，甚至帶來一定的反作用。

4 結束語

當前，在電力行業快速發展的背景下，低壓配電線路供電質量不斷提升，但諧波治理問題仍然應在低壓配電線路管理中得到足夠的重視。低壓配電網中出現的諧波污染，不僅會導致配電網工作質量下降，并且會使供電企業蒙受巨大的經濟損失。基于諧波污染所帶來的影響的嚴重性，在電能用戶不斷增加的當前，必須從低壓配電網諧波污染產生的原因入手進行分析，結合無功補償的技術原理，找到行之有效的低壓配電網無功補償裝置諧波治理技術，實現低壓配電網諧波污染治理效果的提升，為電力用戶輸送更加穩定、安全、可靠的電能，并推動供電企業乃至電力事業健康、可持續發展。

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表1 測量結果與誤差分析

實驗中采集這些數據是用軟皮尺測量待測樹干直徑部位的周長，然后除以π。這種方法能夠算出直徑的大概的大小，但不能夠準確地計算出來，這種誤差很難避免，也很難減小。

3 結論

本文為基于圖像的樹干直徑測量設計，根據照相機成像原理，通過標定尺與樹干直徑形成一定的比率，經過圖像處理計算像素點個數的方法來計算。該方法操作簡單、方便。計算原理思路相對清晰，應用時比較好操作。本文能夠解決樹干直徑的測量問題，也是今后樹干直徑測量的一種手段。

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Analysis of low voltage power distribution line reactive power compensation device harmonic treatment technology

Liu Hongbo
（Its Chinese power company in shandong province shandong Qingdao pingdu electric power supply company, Qingdao Shandong，26670）

this paper on the basis of analyzing the harmonic pollution impact on low voltage power distribution network, reactive power compensation device for low-voltage distribution lines harmonic control technology are analyzed.

low-voltage distribution lines; Reactive power compensation device; Harmonic treatment technology