機(jī)場電力系統(tǒng)諧波治理與節(jié)能分析

茍文淵

（成都雙流機(jī)場股份有限公司 610202）

0 前言

時(shí)代在不斷變遷，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們生活水平日益提升，電力資源充當(dāng)?shù)慕巧絹碓街匾?，越來越多的非線性用電設(shè)備在電網(wǎng)中投入使用，導(dǎo)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(hù)裝置及自動(dòng)化裝置的正常運(yùn)行，威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行，影響電能質(zhì)量。機(jī)場需要考慮電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是隨著機(jī)場電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度越來越高，更多的變頻設(shè)備在機(jī)場中應(yīng)用，諧波污染的問題越來越嚴(yán)重，所以治理電力系統(tǒng)的諧波任務(wù)異常繁重。

1 機(jī)場電力系統(tǒng)的主要諧波源

機(jī)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(fù)載會(huì)產(chǎn)生大量的三次諧波，非常容易導(dǎo)致中性線電流過大，嚴(yán)重的會(huì)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(dòng)變流器的具體情況進(jìn)行調(diào)整的。捷運(yùn)系統(tǒng)的機(jī)車在運(yùn)行過程中是依賴交流變直流進(jìn)行牽引的，期間會(huì)有大量的諧波出現(xiàn)；行李系統(tǒng)是機(jī)場內(nèi)部較大的系統(tǒng)，由上萬臺(tái)電動(dòng)機(jī)組成，并且每臺(tái)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(duì)電力系統(tǒng)造成的沖擊比較大；動(dòng)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(huì)有高次諧波產(chǎn)生；這些諧波的來源不同，但是對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性卻都能產(chǎn)生較大的影響，所以機(jī)場方面必須就諧波問題引起高度的重視。

2 諧波的危害

對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)來講，諧波是一種嚴(yán)重污染，對(duì)電力系統(tǒng)以及系統(tǒng)中的電器元件會(huì)產(chǎn)生直接的影響，導(dǎo)致過負(fù)荷，附加損耗等，還會(huì)對(duì)用電設(shè)備造成直接的損害。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。諧波對(duì)電容器有嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致電網(wǎng)和補(bǔ)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(duì)斷路器以及剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置等會(huì)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致?lián)?dòng)現(xiàn)象的出現(xiàn)，高次諧波組成較大的時(shí)候會(huì)使得斷路器的分?jǐn)嗄芰ο陆?；諧波過大的時(shí)候影響電能計(jì)量表的準(zhǔn)確性；由于諧波的存在導(dǎo)致與補(bǔ)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(dǎo)致電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生損耗，降低使用效率。

3 機(jī)場電力系統(tǒng)諧波的治理

針對(duì)捷運(yùn)系統(tǒng)、行李系統(tǒng)、助航燈光系統(tǒng)的諧波進(jìn)行治理，每一個(gè)系統(tǒng)的諧波情況不同，捷運(yùn)系統(tǒng)及行李系統(tǒng)的供電系統(tǒng)相對(duì)比較獨(dú)立，所以受到其他變電站負(fù)荷的影響較小，目前機(jī)場電力系統(tǒng)進(jìn)行諧波治理的時(shí)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(biāo)卻不能治本；從諧波源頭出發(fā)，進(jìn)行治理。

3.1 捷運(yùn)系統(tǒng)的諧波治理

捷運(yùn)系統(tǒng)由若干個(gè)牽引變電站組成，每一個(gè)變電站都配有牽引變壓器，這些變壓器能夠?yàn)榻葸\(yùn)系統(tǒng)的負(fù)載提供電能，每一個(gè)牽引變電站又包括兩個(gè)變壓器，當(dāng)捷運(yùn)系統(tǒng)有車輛通過的時(shí)候，對(duì)變電站內(nèi)部的牽引機(jī)車及UPS控制系統(tǒng)的電源諧波進(jìn)行測量，總諧波的畸變率越高，諧波影響越大。捷運(yùn)系統(tǒng)的牽引系統(tǒng)和控制系統(tǒng)共用一臺(tái)變壓器，在具體運(yùn)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(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致牽引系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電壓波動(dòng)。為了提升捷運(yùn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)的電源質(zhì)量，進(jìn)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(jìn)行調(diào)整，解決系統(tǒng)輸入電壓過高，輸入電壓波動(dòng)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(diǎn)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(bǔ)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(shí)踐證明，能夠?qū)⑿欣钔羞\(yùn)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(biāo)準(zhǔn)。

3.3 助航燈光系統(tǒng)諧波的治理

針對(duì)助航燈光系統(tǒng)進(jìn)行諧波治理，選擇合理的濾波器，正確的進(jìn)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(fù)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(duì)應(yīng)頻率的諧波電流進(jìn)行分流，但是該種濾波器只能將固定的諧波濾除，當(dāng)在靜態(tài)環(huán)境下治理的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)負(fù)載率較小的情況。

4 機(jī)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(jìn)行補(bǔ)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(yùn)行時(shí)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(dòng)機(jī)

電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵在于促進(jìn)功率因數(shù)及工作效率的優(yōu)化，在實(shí)際生產(chǎn)過程中選擇合理的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)需要增加電動(dòng)機(jī)輕載的時(shí)候可以通過調(diào)速變頻設(shè)備控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速率，減少電動(dòng)機(jī)的空載和輕載，實(shí)現(xiàn)電能節(jié)約的目的。

5 結(jié)語

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

[1]馬斌學(xué).機(jī)場航站樓諧波治理探討[J].電能質(zhì)量，2014

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

[3]鄭宇狄.機(jī)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