機場助航燈光供電系統電力諧波分析與治理方法

尹傳乾

（湖北機場集團襄陽機場公司，湖北 襄陽 441000）

當前我們機場所使用的正玄波調光器還處于一個發展階段，機場的助航燈光所使用的調控器還是以可控硅調器為主，這種調控器可以對機場電站的電壓進行斬波，從而改變電站的電壓，達到最終的電流穩定輸出的目的。但是在此種調控器的使用中，不可避免地會產生一些諧波，這種諧波對機場多種設備運行造成不利影響，已經成為當前業內專家與技術人員的重點關注問題。

1 諧波所產生的原因與危害

諧波產生的主要原因是電力系統中的設備出現負荷的非線性特征，這種負荷對電壓與電流產生一定影響，不利于電壓、電流穩定運行與輸出，使電站的整體工作頻率被干擾，使電流因為不成性關系進而造成波形畸變。諧波是一切非線性負載產生的主要原因，而可控硅調光器的運行原理與運行方式，成為機場助航燈光系統中主要產生諧波的方式。諧波出現使機場的整個供電質量發生變化，使電站供電質量處于下降趨勢。也不利于用電設備的環境穩定。對機場助航燈光電力系統帶來的主要表現方式為以下幾個方面：

（1）設備損耗。機場助航燈光系統在運行中產生的諧波，對周圍的電力系統、電網以及用電設備都具有一定影響。不僅會降低設備的使用效率還會增大電網的線損與用電量。在相同的用電系統中，諧波產生會造成電纜、電線的過熱現象。大量的諧波會使線路發生損壞，甚至是火災，也是用電的設備損耗增大，不利于機場的整體運行。

（2）設備局部發熱老化。在諧波產生的過程中常伴隨大量的熱量，這部分熱量使機場的發電機組受到影響，使設備出現異常發熱情況，還會對電纜、電器產生絕緣老化，很容易在設備運行中發生擊穿現象，使設備的使用期限被縮短，加大機場設備資金投入。

（3）系統受到干擾。在系統中如果存在大量的諧波電流，在設備運行中，會使設備整體運行發生故障，使繼電保護裝置不能起到應有的效果。電子器件因為受到諧波的影響，會使設備出現失誤的指示，如果機場助航燈光在開啟的過程中，出現中斷現象，很容易引起安全事故，所以要加大對諧波電流的處理，將低諧波電流的影響。

（4）使設備之間出現共聯諧振。機場助航燈光光供電站系統中，安裝了補償電容器，諧波電流產生很容易使多個設備之間出現并聯諧振現象，這也使諧波電流不斷被放大，造成過電流，引起設備之間的相連部分被損壞，不利于設備持續運行。

2 機場助航燈光系統中諧波治理

既然機場助航燈光供電系統中電力諧波出現是不可避免的，為了使整體機場運行與安全得到保障，就要對產生的問題進行具體分析，使諧波電流產生的危害得到有效的治理。使機場設備運行符合相關規范，那么當前所要研究的問題，就是機場燈光站供電系統電力諧波問題有效的治理方式。在研究諧波電流治理問題中，還要注意治理問題的目標。也就是使電流符合國家標準，確保注入接電的諧波電壓，在治理中，對這兩個問題要兼顧。

（1）機場助航燈光電站諧波治理應用。自機場建立應用以來，對于機場的諧波處理問題研究不夠深入，這也使機場對諧波電流造成的影響問題不能及時發現，使一些機場因為諧波的影響造成變壓器出現故障，使繞組對地擊穿。這種現象頻繁出現，機場將諧波的影響重視起來。隨著機場的不斷建設，對燈光站負荷加大，使機場發電機組出現帶載能力不足情況，當進行機場助航燈光調解時，發電機組不能持續供應所需要的電力，使整體處于失調狀態。這也使大量諧波影響加劇，使機組出現振動，最終導致調光器出現故障。這是大量的諧波出現，使諧波影響油機供電，造成整體的功率低下，油機使用受到限制，使輸送功率發生嚴重不足現象。在此種情形之中，可以采取雙路電源的供電形式，使電源之間互為備用，對于應急的發電機額定電壓進行處理，對其中低壓部分進行補充。同時對機場助航燈光調節器所產生的諧波進行管理，實現諧波數據的實時監測。在監測過程中，使用專業設備實行實時監測。對其中的不同諧波進行記錄，根據諧波的實際情況進行方案選取。像是電容器與系統中的諧波共振問題，這種共振問題會導致諧波整體被放大，放大幾倍甚至十幾倍。所以，在此種情況下，要進行濾波器建設，利用濾波器的補償作用，分別對安裝的電流互感器進行檢測，及時的檢測諧波電流的大小，并采取準確、有效的治理方案。對于其中存在的聯鎖，要在母線段工作投入時進行應用，不使兩臺濾器出現重疊的工作問題。

（2）節點位置更改。在進行機場后期施工管理時，要加大對機場施工現場的低壓配電柜。在節點的位置上進行適當改動。對電容柜的CT 檢查點上端安裝濾波柜。將諧波電流注入其中，降低對電容柜顯示數據的影響。另外，對電容柜進行數據的采樣，根據機場助航燈光電力系統，在進行諧波處理前，柴油發電機組并沒有投入到實際使用中。這也使整體的功率因數較為低下。若想更好地在節點位置上對波柜進行補償，那么也可以在實際使用中利用其它手段來避免該問題存在。

（3）諧波治理效果評估。經過一定的時間的治理，諧波電流的畸率產生很大變化。根據治理所反饋回來的數據。經過濾波器處理后，電流畸形出現的情況得到有效的控制。對于諧波的濾除效果良好。使產生的諧波95%被過濾去除。整體設備的功率得到明顯的改善。使用電設備整體使用率被逐漸提升。用電的效率得到有效的提升，也是變壓器、發電機的供電容量得到了提高，解決了系統中的發電機過大負荷問題，使機場的燈光站諧波的問題得到治理，達到了預期工作效果。

（4）諧波治理可以帶來經濟效益。對于諧波治理后帶來的經濟效益問題，要在今后的工作中，根據具體情況來進行長遠的分析。也就是說對于諧波治理后得到的經濟效益，分別為直接的經濟效益以及間接經濟效益。

直接經濟效益。直接經濟效益，也就是指當諧波電流得到治理后。使設備的整體運行效率得到提升。沒有諧波電流帶來的過熱問題，也降低設備出現的故障與老化問題。直接降低諧波帶來的經濟損失。使變壓器對電流的調節力度強，提升供電設備的電流輸出率，使設備穩定運行。

間接效益。諧波被治理后所到來的間接效益，指的是變壓器壽命得到延長。延長了機場整體的電力系統設備的使用期限。降低機場助航燈光照射出現的失誤指示，進而降低對設備的維修費用，使設備可以具有持續的運轉能力。

（5）節能效果的評估。在諧波被處理后，諧波得到有效的控制，降低在設備使用過程中產生諧波，使電網能夠穩定運行，降低電網被污染的概率。還可以使機場整體設備比進行低、無功率的耗損，降低對能源的消耗以及浪費。能源是社會共有的財富，降低能源的消耗使多個行業持續發展，也是每個企業本身的責任與義務。在整體的數據監測過程中，對諧波的處理進行客觀的評估，對利用濾波器前后的諧波產生進行對比，可以明確地看見諧波產生的變化。利用濾波器使用過程中帶來的數據變化，進行平均值計算。 將數據與正常節能效果進行對比，也就是在同等負荷情況中，實現二者比較。使整體的節能效果可以直觀地展現出來，諧波的有效治理不僅使機場助航燈光穩定的運行，更可以去除供電系統中諧波帶來的負面影響，使機場對設備維修資金降低，節省社會能源，降低對社會造成的污染，實現可持續發展的生態理念。

3 結語

在諧波的治理工作中，對于調光器在設計中進行諧波的處理顯然是最有效、合理的。但是在目前看來，這種情況還是比較難以實現的。所以當前階段對諧波處理，絕大部分是后期的管理。子對每臺的調光器進行濾波裝置的安裝。這種方式，效果是明顯的。但是，所需要費用較高，使整體成本加大。也不符合當前的發展。所以在諧波管理現場中，進行節點的改變，也受到一定施工技術的限制。所以，對于諧波治理，首先要考慮的治理方式還是電容補償治理。這種治理方式，可以在多個環節對設備管理進行統籌。電容補償方式，施工的難度較低，對諧波的過濾效果優良。選擇正確的諧波處理方式，可以維護機場的運行與乘客安全。