广播电视工程中无功补偿与谐波治理研究

摘要：随着我国电力系统的不断发展，各个行业都离不开电网的使用，因此，对电网的安全程度有了更高的要求。加强对一些影响电网系统安全的电力系统或者电力设备的处理显得尤为重要。文章主要对广播电视工程中的无功补偿与谐波应用存在的问题进行了分析，并对有效治理这些问题的方法进行了探讨。

关键词：无功补偿；谐波治理；广播电视工程；电网系统安全；电力设备 文献标识码：A

中图分类号：TM761 文章编号：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

在广播电视行业中，经常会使用一些大功率的电气设备，这些电气设备在使用时会产生大量的谐波电流，会对广播电视行业中的无功补偿装置产生不利影响。因为大量的谐波电流还会使电缆过热而出现熔断，增加了安全事故发生的几率，因此，加强对谐波产生危害的源头以及防治研究，是提高电视广播电力系统安全性的重要保证。

1 电台谐波产生的原因

电台谐波过多会对电气设备产生不利影响甚至会使整个广播电视行业遭受到破坏，使各项工作无法正常开展。而电台谐波的形成也与多种因素有关，产生的具体原因为：

1.1 非线性负载过大

非线性负载量过大是产生电台谐波最为主要的原因。首先是形成了非正弦形式的电流，产生的过程是因为电流流经负载时，与电压不构成线性关系，因此电台谐波会伴随着非正弦电流而产生。这种谐波运行的频率与基波频率相比大很多，根据相关的原理分析可以知道，波形如果以重复形式出现，会通过某种形式分解为不同的量值，这些量值主要是正弦波分量值，这些正弦值都表示为超过基波的谐波。一般，谐波还分为奇次谐波和偶次谐波，从危害程度上看，奇次谐波产生的危害更大。

1.2 电力在传输和生产中易产生谐波

在电力系统实施发电操作过程中，一般都会对发电机的结构和线路连接的方式进行处理，使机器和线路能够安全运作。在完成了对发电机结构和发电机内部接线方法的改造和处理以后，发电机电压可以看成是在供给基波频率的正弦波形过程中产生的。

除了以上产生方式以外，还有很多其他电气设备也会产生谐波：（1）电路的开关电源，主要包括各种电子元件的开关电源，例如广泛存在于一些电流设备中的电力设备，整流器、变频器等电气设备，还有一些大容量的电气调节设备，比如电路相控调速压装置、电力闸管等；（2）设备内存在一些铁芯的电力装置，比如电力变压器、电力电抗器等；（3）依靠电弧实现运行的电力设备，比如在电力系统中被广泛使用的放电灯，这种放电灯是气体形式的，还有交流弧形式的焊机、炼钢用的电弧炉设备等。

2 电台谐波产生的危害

2.1 对电力系统设备的危害

对负载和设备容量实施匹配可以在一定程度上减少电力系统受谐波危害的影响，并能减少产生电流冲击、电波变形等情况。如果电路中的一些电气设备因为某种原因未能按照规范实施启动和运行，设备的功率就会大大降低，从而使电气设备的电压负数和有功功率出现降低，在这个过程中，电容补偿成为解决该项问题的关键，但是，如果谐振电路和谐振电波的电压出现增大，小电流也会使其电压增大。在我国有很多企业都因对电力设备运行时产生的谐波不够重视，从而引发事故。比如，我国某企业在一项广播电视工程施工中，因为使用了过多的变频器，并且变频器使用的时间过长，未能及时更新，导致电路电压增大，使电容补偿中的电压和谐波电流时常出现冲突，从而导致电容出现不同程度的燃烧和爆炸，引发了安全事故，最终导致了电力设备无法正常运行和工作。

2.2 使设备的功率降低

在电力系统中，输电和发电过程都会产生谐波，在谐波产生时电气设备会增加各种设备的热能损耗，从而使电气设备的温度过高，功率降低。其中，最为主要的还是对变电器的影响，因为变电器是电力系统中最为重要的电力设备，对电力系统的调节具有重要作用，主要的影响表现在：

谐波电流在流经设备时自身的能耗会大量消耗。变压器又分为三角形的连接形式和全星的连接形式，对每种形式的变电器产生的影响都是不同的，三角形连接形式变电器的3次及其以上次数的谐波会在变电器的绕组中形成环流，在形成环流之后设备的绕组温度会偏高；而对全星形连接变压器产生的影响是，如果绕组以中性接地的方式运作时，其内部的电容量会增加，并在此基础上形成2次谐波谐振，谐波产生振动影响到设备的运行。

2.3 对电力电容器的影响

电力电容器也是电力系统中非常重要的电气设备，谐波的产生会对这些设备的运行产生影响。谐波通过的电压如果过高，就会加快设备的老化速度。由此使电容器的能耗增大，长期下来会影响电气设备的使用寿命。另外，在谐波振动的频率过快时，就会使谐波产生的电流量增加，使设备的温度过热，容易引发事故并使设备的正常运行受到影响。

3 无功补偿的治理方法

3.1 使用无源滤波器

在广播电视工程中，会经常发生因为停电而无法使工作正常开展，因此，为了有效避免这种事故的出现就要在电力系统中的电源开关处加装UPS。在变频系统中的变频空调电路中，可以选择使用无源的滤波器。无源滤波器，又被称为LC滤波器，是一种滤波电路，主要构成部件有：电感器、电容和电阻设备，构成方式是将电感器和电容电阻进行组合设计，功能是可滤除某一次或多次谐波，要想实现最优过滤效果可以将滤波器的电感和电容设备实施串联。

一般，广播电视台站的使用大量的大功率的脉阶调制、整流开关设备和变频器、计算机设备，导致在电力系统中产生大量谐波，使系统的稳定性和设备的可靠性受到影响。因此，采取分段治理的方式，无源滤波器可以采用并联的形式安装在各关键设备的母线上，使谐波的治理更加方便、经济。

因为无源滤波设备在补偿设备时可以降低线路的损耗，并会使电磁波的影响降低。滤波系统存在的是高次的谐波，因此能对电源有效节约，还能对功率的因数进行补偿。可以根据设备的实际运行规律设计电力系统，按照谐波的产生次数，选择适合的电抗设备。由此可见，这种无源滤波器能够保证电力系统在更加安全和高效的条件下工作，是一种能够有效对谐波进行过滤和处理的设备。

3.2 使用有源的滤波器

有源力滤波是由电力电子构建而成的，这种滤波会在运行时将流通的电流导入到电路网络中，对以内负载产生的谐波有重要作用，同时还可对电流进行抵消处理。但电源线会受到电磁波的干扰。因此，为了确保低压下的电力系统能够正常运行可以用电力电子变流器对系统实施控制，由此实现对滤波的跟踪和处理。

而应用无功补偿的治理方式主要是采用无源滤波进行治理，在谐波造成了严重危害时，可在系统中增加无源滤波器的使用。具体的方法是：在谐波和电力系统中串联一个变压器，将有源滤波器安装在电源输出处，这种设计的原因是为了实现基波电流的顺利通过，并有效的隔离谐波。

4 结语

本文主要对广播电视工程中谐波产生的危害和特征进行了简单的论述，并对无功补偿治理谐波的方法进行了分析，表现了提高滤波的预防和治理是非常重要的，对提高电力系统的安全和高效具有重要作用。

参考文献

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作者简介：林庆洪（1975-），男，云南西畴人，国家新闻出版广电总局五〇一台工程师，研究方向：通讯、无线

广播。

（责任编辑：周 琼）