摘要：近年来我国经济水平与科学技术高速发展，推动了电力技术的不断革新与进步。作为现代生活中必不可少的电力技术与新型设备，其在轨道交通中的运用不断增加。轨道交通影响着城市建设与发展，其各个系统工程之间的联系紧密，配电系统在其运行中起着关键性作用。本文以此为背景，对地铁配电系统谐波产生原因及危害进行基础性探讨分析。
关键词：地铁配电系统；谐波；原因；危害分析
引言
随着社会建设的不断进步，谐波设备在现代生活中的作用不断加强。科学技术的发展推动了各类电力设备的创新，而大量非线性电器的使用也使谐波的影响得到了越来越多的重视。谐波造成的污染若不得到有效控制，对地铁运行系统而言也有着不可忽视的负面影响。因此，如何解决谐波污染问题进而提高地铁运行安全性能是相关部门应思考的问题。
一、地铁配电系统谐波产生的原因
地铁运行中需要多种类型的供电机制，因此谐波源可分为弱电电源、变电所直流、检修、扶梯电梯、变频控制、镇流器与灯光等，这些电力系统在具体供变电、输电、用电等运作环节中都能产生相应的谐波。而用电过程中产生的谐波量最大，其中整流装置和铁磁性元件是谐波产生的主要来源。以下为主要谐波源。
（一）变频器与软启动器
当下此类电力系统较多应用于地铁系统的电梯或扶梯通风或空调控制程序中。其中变频运作主要包含交直与交交两种变频器，它们共同应用相位控制手段，在相互交换变流中易导致出现成分复杂的谐波。
（二）非线性光源
地铁内荧光灯系统应用效果好，辅以电子镇流可添加调光功能，其便利性能扩大了它的使用范围，商场等外部场地都会选择荧光灯作为功能性装饰。但是使用过程中都会有谐波产生。而且为提高荧光灯功率，相关人员通常会使用并联电容器，加剧了谐波的产生效率与其污染效果。
（三）EPS、UPS电源
这两类电源分别属于应急与不间断电源，其产生的谐波通常由内部装置产生，且其谐波产量与整流电力系统相近，受影响程度较大。
（四）计算机类弱电负荷
地铁运行系统中计算机起着整体驱动作用，其在使用中以开关电源为主导，因此在其运行中正弦电流不可得，脉冲电流为主要电荷收集来源，高次谐波分量相应产生。
二、地铁配电系统谐波产生的危害分析
（一）谐波污染影响电网运作
当谐波污染对电网产生影响时，电网的安全性能、稳定性能与科学性能都将被不同程度弱化，进而出现电网功率损耗过大导致断电、漏电、性能失调、危害扩大、寿命短化等问题。同时，谐波对控制系统的干扰还可导致保护机制失常，使其出现共振现象增加与设备过热等问题[1]。
（二）谐波影响电容器运作
谐波的污染将导致电容器在运作时的感抗值增长过多，进而导致容抗值量相应减小。在此基础上谐振的生成强化了谐波电流的影响，最后电容器因运作温度过高而被烧毁的可能性将大大增加，加大了相应系统的运作风险。
（三）谐波影响电缆运作当谐波污染对电缆产生影响时，电缆电流的泄露量将增加，输电中电流与介质都会造成不同程度的损耗，且损耗过程中电缆温度上升加快，对电缆寿命而言是不可逆转的危害。尤其是干式电缆，它的局部漏电将更加严重，相应的附加损耗也会增加，易导致接地等事故发生。
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（四）谐波影响电力变压器运作
当谐波污染影响地铁系统其他程序正常运行时，其电流传输易导致损耗增加，进而加大了变压器的铜损，产生变压器部分振动、设备过热、运作杂音加大、绕组温度上升等问题。这些局部问题都会导致变压器磁滞和涡流的持续性损耗，影响整个运作系统的安全与稳定[2]。
三、地铁配电系统谐波危害抑制策略探究
现代地铁配电系统运行中，主要谐波源为变频器的运作，因此解决变频器的相关问题可有效弱化谐波的危害影响。
（一）科学解决变频器与其周围配电设备关系问题
变频器在运行过程中对其周围环境会产生无线电干扰，对此相关技术人员应根据其实际运作情况采取相应的解决措施。首先，针对无线电的干扰抑制电抗器安装是必要的，其通常装置在变频器的输电侧，当下市场中主要流通两种型号，适用于不同类型的谐波生成。其次，管理人员在选择数字式策略设备时应避免输入阻抗效能好、频率响应率高的仪器，如此可将变频器与其输电线在运作时发散出的无线电干扰值降到最低，保证其周围配电设备的相对安全运行环境。最后，变频器的输电线在进行功率转化时，应杜绝其与周围配电设备的电率联系，防止相关控制程序对其产生的电磁场相合[3]。
（二）科学控制变频器以防其引起电网波形畸变
首先，变频器配置直流与输入侧交电流电抗器时，应使用电感规格较大的配电设备，如此可有效减少电网波形畸变风险，进而保障相关配电设备的有序安全运作。另外，随着现代科技的不断进步，精准率较高的功率因数校正相应技术可实际运用于变频器运作中，对其内部整流滤波的革新优化起到促进与保障作用。利用变压器绕组的相应处理，以三相和单相变换器为主要输入媒介，可有效优化畸变现象，保证其运作安全高效。
（三）其他弱化谐波影响的措施探讨
除上述以变频器为主的抑制谐波方法外，地铁配电系统弱化谐波影响方法还有以下几种。首先以电抗器为主，将其补充在补偿电容器运作程序中，强化整流效果。在地铁配电系统正常工作时，整流相关数据和告辞谐波相互之间的关联紧密，两者数值逐渐上升，高次谐波内部次数数据不断增高，相应的电流符值不断降低。简而言之，通过分布绕组，谐波的波动区间被缩小，密度相应增加，对配电系统的不良影响也会相应弱化。除此之外，单调与高通等不同类型的滤波器装置也是配电系统保障运行程序中不可忽视的一部分，其主要包含电容、电感与电阻等。在此基础上，相同一段母线可同时供给多台整流变压器，相应地整流变压一次侧绕也可转化成其他形态，如此可有效消解五次与七次谐波[4]。
四、结束语
总而言之，随着近年来科学技术的发展与社会建设的进步，地铁在城市建设中的地位逐渐上升。因此，如何有效解决地铁配电系统谐波问题应得到相关部门的足够重视，保证地铁的正常运行与人民生命财产安全。此文从地铁配电系统谐波产生的原因入手，分析主要的谐波产生源，在此基础上从科学控制变频器以防其引起电网波形畸变、科学解决变频器与其周围配电设备关系问题等方面提出了相应的抑制方法与措施。除此之外，地铁建设单位还应对谐波源有宏观的了解与统计分析，从实际情况出发解决相应问题，保证地铁的安全运行。
参考文献
[1]任浩鹏,施文俊,戴新月.煤矿供配电系统的谐波危害及防治对策分析[J].科技与创新,2016(2):154-154.
[2]宋平岗,陈欢,吴继珍,etal.基于APF的地铁供配电系统谐波补偿研究[J].科学技术与工程,2016,16(22):69-75.
[3]龚代海.浅析地铁牵引供电系统对配电网的谐波影响[J].科技创新与应用,2016(30):192-192.
[4]黄开,张栋梁,刘娟,etal.地铁牵引供电系统中有源滤波器谐波控制研究[J].电测与仪表,2016(24):87-93,共7页.
作者简介
（1984-），女，汉族，陕西省西安市，大学本科，助理工程师，从事变电设备检修技术管理等工作；
论文作者:张静
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：谐波论文; 地铁论文; 变频器论文; 系统论文; 设备论文; 电流论文; 电网论文; 《基层建设》2019年第1期论文;