关于谐波对港口电气设备的影响探讨

摘 要：港口电气设备的使用中，较容易受到谐波干扰，降低了电气设备的稳定性，很容易出现偏差问题，不利于港口设备的安全运行。谐波的破坏性强，无法营造安全、稳定的运行环境，本文重点探讨谐波对港口电气设备的实际影响。

关键词：谐波；港口；電气设备

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.250

港口电气设备比较多，均会产生谐波干扰，对设备自身造成很大的影响，干预了电气设备的实际使用。港口电气设备对稳定性的需求比较高，结合谐波对港口电气设备的影响，提出比较实用的控制措施，保护好港口电气设备的运行，进而降低谐波的有害干扰。

1 港口电气设备谐波的产生

分析港口电气设备中谐波的产生，如：（1）变压器谐波，变压器会产生奇次谐波，出现在磁化的过程中，磁化电流表现为尖顶波形，进而引起了电气谐波；（2）电光源谐波，受到不稳定的电压干扰，在光源出出现了非线性负载，特征是在电气照明时，谐波最为明显；（3）具有整流特性的电气设备，施加与流动的电流，不存在线性负荷关系，出现了谐波电流。

2 谐波对港口电气设备的影响

（1）变压器影响。变压器是主要的港口电气设备之一，谐波对变压器的影响比较明显，当变压器受到谐波干预时，周围的绝缘电场、磁滞等，明显增加，同时引起漩涡损耗。变压器自身也会出现非对称的负荷表现，其为谐波的一种表现形式，影响了变压器的运行，直接加重了变压器运行时的谐波分量。例如：港口三角洲位置，连接了变压器设备，一旦受到谐波影响，谐波会在变压器的内部，以环流的方式存在，绕组结构在短时间内发热，损坏变压器的性能。

（2）电动机影响。港口电动机，受到谐波影响时，有明显的损耗增加现象，如：热损耗，不利于电动机的高效运行[1]。例如：港口电动机运转时，遇到负序谐波，此类谐波引起旋转磁场，恰好与电动机的旋转方向相反，谐波在电动机旋转中，造成一定程度的制约性，增加电动机的运动负担，而且谐波起到制动的作用，降低了发电的作用。

（3）输电线路影响。港口输电线路主要是受到高次谐波的干扰，增加港口输电线路的消耗。港口的输电系统，基本是电缆线路，电容、感抗方面，最容易受到高次谐波的干扰。如果输电线路中存在高次谐波，会引起线路的绝缘击穿，干扰输电线路的稳定性。

（4）供电系统影响。供电系统，是港口业务运营的基础，提供电力服务。谐波能够降低供电系统的可靠性[2]。例如：港口供电系统内，继电保护装置的安装，需要考虑谐波及整定值的干扰，但是此类安装方式，最容易引起继电保护误动、拒动，导致继电保护起不到安全控制的作用，而且干扰了供电系统的稳定环境，潜在系统瘫痪的风险，不能保障供电系统的稳定。

（5）电网运行影响。港口电网运行的过程中，很多电力设备，自身缺乏抵抗电能的性能，最容易受到谐波影响。例如：某港口电网运行时，电网内安装的计算机设备，受到谐波的干扰，亮度发生了明显的改变，而且计算机图像，也表现出了畸变特征，该电网内的部分元件，在谐波的冲击下，发生性能损坏，破坏了电网的运行条件，导致港口电网处于低效的运行状态，无法支持港口内的多项业务。

3 改善港口电气设备谐波的方法

（1）完善电气设备管理。港口电气设备运行中，完善设备管理的方法，注重设备管理的细节与技术，优化电气设备的运行环境。港口企业根据电气设备的运行实况，提出管理的手段，考虑设备能够接受谐波的数值范围，安装滤波器装置，逐步调节供电系统内的谐波，而且要注重电气设备管理的规范性，尽量降低谐波发生的机率，充分体现设备管理的作用[3]。

（2）改良港口供电技术。供电系统内的谐波，无法实现完全避免，港口供电中，适当改良供电技术，选择原本的供电系统，采用优质的改良技术，降低谐波的发生机率。例如：某港口在治理谐波时，采取提升设备电容量的方式，在保障电气设备正常使用的基础上，科学的提升电容量，逐步与谐波负载量，形成平衡的模式，提高电气设备的抗干扰水平，进而控制谐波对该港口内电气设备的影响。港口改良供电技术时，引进安全应急体系，设计反应机制，通过改良供电技术，有效降低谐波的危害。

（3）调整港口供电方式。谐波对港口电气设备的影响，采取调整供电方式的方法进行改善，致力于控制谐波的源头，弥补港口供电的设计缺陷。例如：某港口供电系统，实行调整后，可以改善供电系统上游、下游的运行情况，一般港口的供电系统，不注重下游线路的谐波治理，因此将非线性的负载，安装到上游线路内，降低下游的谐波压力，采用TN-S的接地方式，规避接地线路中的谐波风险，同时该港口供电系统预留了增加电容量的空间，提供运行调整的条件，做好谐波控制的工作。

（4）落实防谐波的装置。港口供电系统内，合理安装滤波器、变流设备等，以此来降低谐波对港口电气设备的影响力度。例如：港口预防谐波处理中，改进了变压器的安装方式，利用星形、三角形的连接方式，降低运行电流的振动频率，由此控制谐波对电气设备的破坏，也可以使用可控硅，实现整流相数的增加，防止谐波再次扩大，保护好港口的电气设备。

（5）新材料的实践应用。港口电气设备使用的材料，对谐波有一定的抵抗性，根据谐波产生的方式，选择可用的新材料[4]。港口电气设备中，引进新材料的实践应用时，重点考虑新材料的性能，确保其可代替原有的材料，以此来实现谐波控制的作用，一方面降低电气设备自身产生谐波的能力，另一方面通过新材料，实现谐波的抑制作用，控制谐波的生产量。新材料先应用到港口小型电气设备中，再逐步推行到大型港口电气设备内，体现新材料研究的成果及应用价值。

4 结束语

谐波是港口电气设备运行中的一大影响因素，结合谐波的产生，明确谐波对港口电气设备的影响，全面治理港口电气设备中的谐波。谐波治理中，还要考虑港口的实际情况，在保障港口电气设备正常运行的基础上，落实谐波优化的措施，注重港口的经济发展。

参考文献：

[1]严育红.谐波对电气设备的影响及应对[J].硅谷，2012（15）：120-121.

[2]郭子翚.谐波对港口电气设备的影响分析[J].硅谷，2013（07）：76-77+31.

[3]张文强，张家玮.谐波对港口电气设备的影响分析[J].科技创新与应用，2015（25）：217.

[4]陈丽，董国斌.分析谐波对港口供电系统设备的影响及对策[J].科技创新导报，2014（05）：77.

作者简介：郭东方（1987-），男，河北唐山人，本科，助理工程师，研究方向：港口电气维护。