摘要：随着我国电力行业的快速发展，电力系统的正常运行给人们的生产生活带来了很大的便捷。但是，谐波还会给低压电网带来很大的影响，因而本文探讨低压配电线路无功补偿装置谐波治理技术，从而提高电力系统的安全运行效率。
关键词：低压配电线路；无功补偿装置；谐波治理技术
前言：在低压配电网运行过程中，经常会出现非线性负荷，导致低压配电网的功率因数下降，致使谐波污染出现，谐波的出现给低压配电线路的工作质量带来了严重的负面影响，谐波污染会导致配电线路运行不稳定，电压质量下降，供电可靠性及稳定性受到影响，出现不必要的电能浪费。稳定的电力供应是社会生活各个方面正常进行的前提，因此，需要科学应用无功补偿装置，对低压配电线路中的谐波污染进行有效治理，在有效控制谐波污染的情况下，真正提升低压配电线路的工作质量。
1 谐波污染对低压配电网的影响
1.1 对低压配电线路正常工作产生影响
在低压配电线路正常工作过程中，如果有谐波电流从低压配电线路中通过，低压配电线路中会随之出现集肤效应和有功功率损耗，使得谐波的电阻增大，线路中的电流损耗增加，对低压配电线路的供电效率造成影响，显著降低了低压配电线路供电的质量。除此之外，在正常情况下低压配电线路中性线的电流值是非常小的，因而中性线的配线也比较细，但出现谐波时，中性线中的电流会急剧增加，较细的线路完全无法满足电流通过的需求，很容易导致中性线出现温度急剧升高、绝缘被烧坏甚至造成短路的情况出现，更严重时还会导致火灾发生，后果不堪设想。
1.2 导致电网出现谐振现象
在低压配网正常工作过程中，谐波的出现很容易导致电网出现谐振现象，此时低压配网内部会存在谐振点，在长时间的运行过程中，会给低压配网造成严重的损害。在谐波电压或者谐波电流出现的情况下，低压配电网中继电保护器的工作出现异常，往往会导致其出现错误动作，对电力设备乃至低压配网的正常运行带来潜在隐患。除此之外，谐波的出现也会对测量回路造成影响，导致其测量结果出现较大的误差，或者导致二次设备频繁动作，造成继电保护装置接触点接触状况不良，给低压配网的正常运行带来较为严重的负面影响，进而导致供电企业出现利益损失。
1.3 对主变压器造成影响
低压配电网当中谐波的出现，对于主变压器造成的影响也是非常明显的。当前低压配电网中使用的主变压器普遍具有绕组固定的特征。在低压配电线路出现谐波污染的情况下，低压配电线路中主变压器的绕组损耗会显著增加，进而导致主变压器内部和外壳部件的温度升高，在长期运行过程中，会使得主变压器绝缘体受到严重损坏，不仅降低了主变压器的使用寿命和运行质量，而且带来了较为严重的安全隐患。由于主变压器是低压配电网中的重要设备，谐波污染对主变压器造成的不利影响也会间接造成供电企业供电效益下降，给企业带来较大的经济损失。
1.4 对电容器造成影响
在低压配电网中，电容器也是谐波污染容易影响到的设备元件。在低压配电线路中出现谐波电压后，谐波电压会作用于电容器，在谐波电压的影响下，电容器的自身温度会显著升高，在电容器的自身温度超过电容器所能承受的温度极限时，电容器很容易发生爆炸事故，给低压配电网的安全稳定运行带来严重的影响，也给供电企业的供电效益带来严重影响。除此之外，电容器在谐波电压的影响下，会产生谐波谐振，这也会给低压配电网带来很大的影响，尤其是影响低压配电网的供电稳定性，并成为低压配电网稳定运行过程中不得不重视的问题。
2谐波治理的技术措施
谐波治理对于降低配电线路中一些谐波的含有率及电压总谐波畸变率有着重要意义，进而有效增强供电的质量，避免各种测量仪器、控制和保护装置、用电设备等受到损坏，以及保证整个电网运行的高效、安全。谐波治理的措施主要有两种，分别是在用户端及电网端进行谐波治理。
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2.1在用户端实施的谐波治理
这种在用户端开展的谐波治理方式是在客户端植入有源滤波器或者无源滤波器来实现谐波治理的。无源网络是无源滤波器必不可少的，其组成元件有电容、电感和电阻等，通过这些组件来对电气负载产生的谐波电流进行吸收，该谐波治理方法是应用最为广泛的措施。无源滤波器主要包括调谐滤波器和无源滤波器，而调谐滤波器又包括单调和双调两种，分别被用在单一次波和相邻两次谐波的治理方面。高滤波器主要是用于某次及其各次谐波的吸收。
2.2在变电站实施的谐波治理
混合型电力滤波器是在电网端开展谐波治理应用比较普遍的方法。混合型电力滤波器是有源滤波器和无源滤波器的混合使用，混合型电力滤波器又可以分为串联混合型和并联混合型两种电力滤波器。
3合理选择低压无功补偿装置
3.1掌握谐波的含量及负载的性质
能够抑制谐波的成套滤波器及普通低压电容补偿设备都可以实现低压无功补偿，主要是对谐波含量的大小及负载性质的区分。其中谐波含量的测试需要借助谐波测试仪。而电力负载性质的区分需要注意3个方面:第一，负载的变化幅度及变化频率；第二，三相负载中协调一致程度的高低；第三，负载中谐波源的容量。而在一些特殊行业及场所，例如，大型商用场所、造纸行业、起重设备制造行业等，会用到较多的大容量荧光灯和变频器，对谐波的抑制有非常高的要求，这就需要结合实际需要来进行设备的合理选择。
3.2负载及配电网技术参数的搜集
电网系统准确的数据及相关信息是设计滤波器的关键，必须要随负载及配电网的参数进行搜集，其中搜集的参数主要包括运行电压的变化范围及大小、电网的额定电压；电网电压畸变率的实际测试值；基波频率无功负载状态；关于谐波电压及电流的相关行业及国家的标准等。
3.3谐波含量的预测
结合上部分对技术参数及负载性质相关信息的收集，借助仿真模型的计算机来仿真计算初步提出的补偿方案，对于谐波共振或谐波放大现象是否会出现进行预测，以实现提前进行必要的防治措施困。
4 低压无功补偿装置的科学选择
为了达到最佳的低压配电网谐波治理效果，需要科学选择低压无功补偿装置，具体把握以下几点原则：其一，低压无功补偿装置的选择应当在掌握谐波的含量以及负载性质的基础上进行，其中谐波含量的检测需要借助谐波测试仪进行，电力负载性质包含电力负载的变化幅度和变化频率、三相负载之间的平衡程度、电力负载中谐波源的容量等。此外，在一些特殊的场合如大型商场、起重设备制造企业等，对谐波的控制要求更高，因此低压无功补偿装置的选择也需要结合这些场合的现场实际进行。其二，低压无功补偿装置的选择应当在准确搜集配电网的技术参数的基础上进行，配电网系统相关技术参数是滤波器设计的重要依据，配电网系统相关技术参数包括运行电压值、运行电压值变化范围、配电网额定电压、配电网电压畸变率测试值、基波频率无功负荷状态、谐波电压控制国家标准等，在掌握配电网相关技术参数的基础上，滤波器的设计才能够有据可循，其设计的科学性和实用性也将进一步提升。其三，低压无功补偿装置的选择要结合对谐波含量的科学预测，结合以上两点，借助仿真模型工具，通过仿真计算制定出大致的无功补偿实现方案，有效预测配电网中是否会出现谐波共振和谐波放大的情况，在此基础上实现低压配电网无功补偿装置谐波治理效果的提升，并对无功补偿过程中可能出现的问题和状况做好提前预防。低压无功装置在选择过程中，需要进行充分的信息搜集、原理论证和效果模拟，绝对不可以随意为之，否则非常容易导致无功补偿效果不佳，甚至带来一定的反作用。
5 结束语
在电力行业快速发展的背景下，低压配电线路供电质量不断提升，但谐波治理问题应在低压配电线路管理中得到足够的重视。结合无功补偿的技术原理，找到行之有效的低压配电网无功补偿装置谐波治理技术，实现低压配电网谐波污染治理效果的提升，为电力用户输送更加稳定、安全、可靠的电能，并推动供电企业乃至电力事业健康、可持续发展。
参考文献:
[1] 田传明 . 配电网无功补偿和谐波治理研究 [D]. 华北电力大学 ，2014.
论文作者:赵丽新,曹磊,王新新
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/20
标签：谐波论文; 低压论文; 滤波器论文; 负载论文; 线路论文; 电压论文; 低压配电论文; 《电力设备》2018年第14期论文;