化工企业配电系统中谐波的治理措施研究

刘强 段瑞 刘鹏 张兆飞 冯鹏

摘 要：我国现代化工产业处于高速发展的阶段。化工企业配电系统中存在大量的非线性电力负荷，这种情况就导致了配电系统中被注入了谐波电流。一旦出现这种情况，电网损耗将有所增加，配电质量被降低，从而化工企业的正常生产受到了不利影响。所以化工企业应该重视配电系统中谐波的治理措施的研究。本文则阐述了化工企业配电系统中谐波的相关治理措施。

关键词：化工企业；配电系统；谐波；治理措施

1 谐波的危害

无论在什么行业中，谐波引发的设备故障和事故都是十分严重的，这些事故严重影响了企业配电系统以及生产设施的正常运行。通过对化工企业配电系统的实际调查可以了解到，谐波对配电线路和电力设备的正常运行有明显的影响。

目前，大部分的化工企业都采取电磁式继电器或感应式继电器来保护厂区现有配电系统。但是谐波又会影响电磁式或感应式继电器的正常运行，往往会导致继电器做出错误的动作并让其保护功能失效，甚至会导致企业配电系统的瘫痪。

在化工企业配电系统中，一旦出现谐波，系统投入电容器的电压就会明显增强。当电容器不能承载所投入的电压时，电容器会出现持续发热的问题，这个问题会导致电容器配件的老化。如果电容器将已经发生畸变的电压投入到企业的配电系统中，则谐波产生的情况会加剧。从而出现一個恶性循环。谐波的产生和存在会导致配电系统中变压器铜和铁的使用寿命降低，也会带来更高的电阻损耗，直接结果就是变压器实际容量降低，减弱了变压器的变压能力。当然，谐波还会给配电系统带来其他的不利影响，在此就不进行赘述。

2 化工企业配电系统中谐波的治理措施

通过以上对谐波危害的介绍与分析，相信大家可以深刻了解到谐波对化工企业配电系统的不利影响，也能充分意识到采取谐波治理措施的重要性。本节则对目前化工企业配电系统中治理谐波较好的措施进行了简单的介绍与探讨。

2.1 优化整流装置

优化整流装置对于化工企业配电系统来说是最行之有效的措施。化工企业也可以针对企业实际情况对整流装置的内部结构进行改造或改进，从而达到提升其控制精度并减少配电系统中谐波电流的目的。企业可以从以下两个角度来进行整流装置的改造与完善：

（1）通过改变换流器相数、减小触发角的方式优化整流装置。一般从理论上来分析，整流器的交流内测只会具有相数任何整数倍的特征谐波分量，其数值误差可以控制在正负一次以内。但这种方式只适用于三相负载完全平衡的情况下。

（2）通过改变整流变压器的接线方式来治理配电系统中的谐波。化工企业配电系统的变压器在一般情况下都是以三角形的形式连接在一起。所以我们可以选其中两台用星形的形式将其连接起来，从而让变压器具备十二脉波整流装置的功能，并达到消除系统中谐波电流的目的。

2.2 安装滤波设备

化工企业在了解配电系统中谐波主要存在的形式后，可以选用相应的滤波设备。滤波设备的选择由谐波的电流值等参数决定。在选用滤波设备的过程中，企业应该在考虑以下下两个因素后安装滤波设备：

（1）安装滤波设备的方式应该经过认真选择。化工企业可以根据配电系统的实际运营情况，对系统接线方式进行科学合理的改造。具体可以让同属于一根母线的两个回路由原来的状态改造为并行的工作连接状态。改造完成后，滤波设备直接安装在母线上就可以达到我们预期的谐波治理目的，这样做也可以降低谐波治理的成本投入。

（2）企业应该认真考察整流装置的谐波优化效果。整流装置在常规上所达到的治理效果能够满足实际需要，但在一些特殊条件下也有达不到需求的情况。如果优化后的整流装置仍然不能满足国家标准或企业需求，那么就可以考虑在系统中继续加装滤波设备。但是企业也不能盲目地加装滤波设备，在选择安装滤波设备之前，建议企业聘请专业的人员对企业配电系统进行分析与评估，并提出专业合理的滤波设备安装方案。

2.3 降低滤波含量

降低配电系统中滤波的含量也是有效抑制滤波产生的措施之一。同时这也是一种较为积极的谐波治理措施，并且具有投资低的特点。企业可以采用多重化整流电路法或调整脉宽法来控制滤波的含量。控制PWM输出波形的转换来达到降级滤波含量的方法被叫做条恒脉宽法。这种方法实现四分之一波形相互对称，从而达到控制谐波和基波幅值的目的。

3 总结

综上所述，化工企业配电系统中的谐波会对企业的正常生产造成不可忽视的不利影响，所以积极采取相应的治理措施对于保证化工企业的正常运转与安全生产有着积极的意义。但是目前化工企业配电系统中谐波的治理控制措施仍然存在许多不足之处，希望各位同仁能不断地探索，并提出更为有效的谐波控制措施来保证化工企业的正常运行。

参考文献：

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[2]朱国锋，牟龙华，陈宏，朱吉然.配电网分布式谐波治理研究[J].电器与能效管理技术，2016（20）.

[3]孟子嫄.探析低压配电线路无功补偿装置谐波治理技术[J].科技传播，2016（16）.

作者简介：刘强（1986-），男，陕西神木人，大专，助理工程师，2009年参加工作，一直从事工厂供配电维护、检修、运行方面工作，现任陕西北元化工集团化工分公司动力检修分厂305电仪工段班长。