摘 要：龙门吊通过“油改电”后，供电线路就会产生谐波。抑制谐波成为改善供电品质的重要手段。本文简要分析了“油改电”供电线路产生电流、电压谐波的原因及谐波造成的危害，并给出了3种交流供电线路电流谐波、电压谐波的抑制方法。
关键词：港口 龙门吊 供电线路 谐波 抑制
国家大力推进节能环保，全国各个港口积极响应，全力推进轮胎龙门吊“油改电”项目。目前，主要采用低架安全滑触线交流供电，或者高空架空接触线交流供电。这两种方式都是将交流电源供给轮胎式龙门吊，都存在供电线路。长期以来一直存在着供电线路电流、电压谐波的危害，而引起线路谐波的非线性负荷设备却在快速增长，因此当务之急就是降低线路的谐波问题。
一、简述供电线路谐波的产生
电力系统中某些设备和负荷的非线性特性是电力系统产生高次谐波的根本原因。同样，龙门吊中某些设备和负荷的非线性特性是谐波产生的根本原因，也就是所加的电压与产生的电流不成线性关系所造成的波形畸变。谐波源主要有:铁磁饱和型、电子开关型、电弧型。当电力系统向非线性设备和负荷供电时，这些设备和负荷在由变压器、交直流换流器、制动电阻组成的传递、变换、吸收系统发电机所供给的基波能量的同时，又把部分基波能量转换为谐波能量，向系统倒送大量的高次谐波，使供电系统的正弦波形发生畸变，电能质量降低。
二、供电线路谐波的危害及影响
对于供电线路来说，谐波恶化了电网质量指标，降低了电网的可靠性，增加了电网损失，缩短了电气设备的寿命。其产生的主要危害有：
1.增加了电网发生谐振的可能性，从而产生很高的过电流或过电压造成事故的危险性。
2.增加了附加损耗，降低了输电及用电设备的效率和设备利用率。
3.使电气设备运行不正常，加速了绝缘老化，从而缩短其使用寿命。
4.干扰通信系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递。
5.还会引起供电电压波动和闪变，引起三相电压不平衡，危及电网安全经济运行，并影响电气设备的正常用电和周边用户。
三、新规定的谐波电压极限值
1993年，国家电力系统对谐波控制方法及必要条件做了修改，重新规定了电源线公共耦合点处单独的和总的电流、电压谐波允许的极限值。这一规定保护了同一电源线其他用户以及公用电力设备。公用电网谐波电压(相电压)限值如下表：
针对某公司龙门吊“油改电”完成后一个箱变进行了谐波测试：当4台龙门吊同时工作时，谐波测试结果见下表。
综上分析，在“油改电”后必须对供电电网进行谐波抑制。
四、抑制谐波的方法
为了达到新规定的电流、电压畸变极限，必须要降低谐波的影响程度，可以采取如下几种方案。
1.配置专业驱动滤波器。
由各种驱动构成专用滤波器，既不影响系统正常运行，又能抑制甚至消除靠近电源的有害谐波，且不影响其他设备的正常运行，主要有成组滤波器和对单台龙门吊安装滤波器这两种方法。
（1）采用成组滤波器来降低一条线路谐波，滤波器装在箱变主变压器内侧，投资少，但是易引起其他龙门吊设备运行异常。
（2）采用对单台龙门吊进行安装滤波器来降低本机产生的谐波。这种方法滤波器装在龙门吊上，能减少产生谐波，避免影响其他设备运行，适用于低架安全滑触线交流供电系统，改造方式相对简单，但是成本比较高。
2.模拟脉冲系统。
一半负荷的变压器供电接线方式为△／Y接法，另一半负荷的变压器供电方式为△／△接线方式，这样可以产生一种近似12脉冲驱动的混合谐波。当△／Y接线的负荷总量等于△／△接线的负荷时，就能在公共耦合点处较好地减少谐波。采用这种办法能通过分析系统功率来平衡△／Y接线部分和△／△结接部分的负荷。谐波和功率因数是特定设备瞬间运行状态的函数，所以这种方法可以监测公共耦合点功率，从而限制单独的和总的电流、电压畸变和功率因数。这种方法对本来设计需要变压器来说，只需改变变压器接法就可抑制谐波，投资少，见效大。但是对龙门吊作业安排要求比较高，完全发挥效果的工况较少。
3.采用专用脉冲系统。
采用两个脉冲驱动组成一套专用的12脉冲系统。这种系统能够均分负荷能力，并能产生12脉冲驱动，合成谐波相当稳定。这种方法将降低需过滤的总量和相应的投资，这种系统有两种接线组合方式。
（1）把整流器一分为二。两台隔离变压器各自独立，其中一台接成△／Y方式；另一台接成△／△方式，能够降低大功率6脉冲驱动产生的谐波。这种结线方式中当两台变压器任一台发生故障时，因为二者型号相同，容易更换。缺点是安装费用较高。
（2）采用一台变压器，两个二次绕组。初级绕组接成△形，次级绕组，一组接成Y形，另一组接成△形。这种变压器接线谐波降低发生在变压器一次侧，安装费用较低。但是变压器有两个二次线(一为△形 ，另一为Y形)，一旦变压器发生故障，检修和更换费时费力。该方法将对龙门吊本机电控系统进行升级改造，适用于新码头或新设备的投入。
港口龙门吊“油改电”后，抑制供电线路的谐波是改善供电品质的重要手段。在对谐波准确测量的基础上，采用合适的抑制谐波的解决方案，能改善整个供电网络的电力品质，同时延长电力设备的使用寿命，降低电磁污染，减少能耗，提高电能利用率。
论文作者:张彩霞
论文发表刊物:《教育学文摘》2019年8月总第308期
论文发表时间:2019/7/5
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