浅谈10kV配电线路谐波治理和节能降损

房婷婷

摘 要：配电网是电力系统的重要组成部分。对于10kv配电网，由于相关线路密度大，在运行过程中容易产生大量的能耗，影响和制约了电网的稳定运行。分析了10kV配电网谐波产生的原因，探讨了谐波治理与节能问题，以尽快提高电能质量。

关键词：10kV配电线路;谐波治理;节能降损

引言

10kV配电网作为电力系统的重要组成部分，直接影响整个电力系统的正常运行。谐波不仅会破坏和影响电网设备和通信系统，还容易造成大量电力浪费，甚至导致供电事故，危及人民生命财产安全。随着人民生活水平的不断提高，为了更好地保护我国的电能质量，适应时代发展的需要，谐波系统已经进行了改革，电能消耗的研究是电力部门亟待解决的问题。

1谐波治理与降损的关系

伴随着地区经济的快速发展，钢铁企业、轧钢企业、带钢企业、管道企业等都成为了支柱产业，在经济增长的同时，其非线性负荷在电网中产生大量谐波，导致电压、电流波形畸变，严重影响电能质量，增加电网损耗。在高次谐波干扰下，保护装置容易发生故障，影响设备安全运行。在运行中，电容器被高次谐波损坏，补偿失效。通过滤除高次谐波，净化电气环境，减少电气设备、输配电设备的高次谐波电流加热，可以直接节约有效功率，降低线损。其次，滤波电路由一系列电抗器和电容器组成。因此，在滤波过程中，可以将非电容电流注入电网，相当于增加配电设备的容量。此外，无功补偿还可以提高终端电压，对改善电能质量具有重要意义。

2在10kV配电网中谐波产生的原因

一般来说，当电力系统发生变化或改变时，将产生不同频率的电压或电流，也就是电力谐波。其主要原因是：（1）受变压器、发动机及其他相关电气设备的影响，电网中存在着一定程度的高次谐波;（2）电石炉、整流器、非线性元件、混频器等电器设备中存在着高次谐波。高阶谐波的危害主要表现在四个方面：1）影响产品质量、效率和电动机的正常运行;2）降低电能质量;3）影响通信系统和设备;4）变压器和线路损增加，很容易导致供电事故。

3有效治理谐波的重要策略

3.1缜密规划对整个区域范围内电网谐波的治理工作

因为线路上的许多设备都会产生谐波，这些谐波会对保护过电压的设备造成非常严重的影响，不仅会使设备难以正常工作，而且日积月累会缩短设备的使用寿命。为此，有关单位应提高对谐波治理的重视程度，周密规划，在整个地区范围内开展谐波治理工作。首先，电力部门要安排专业人员对电网内所有设备进行统计，对不同设备产生的各种谐波进行仔细分析，并根据其影响类型和大小采取相应措施。举例来说，隔离，设置相应的谐波滤波器，控制谐波源的产生，只有通过谐波的控制来降低设备的过电压影响，才能促进设备的正常运行。另一方面，由于直流电机的价格比变频电机低250千瓦以上，许多用户更喜欢采用高效驱动的直流电机，如热轧行业的用户。为了有效提高产品质量，大多数客户都愿意安装谐波保护装置。但对于很多中小企业来说，非线性负载、电机变频方式大多是小容量的，因为企业本身设备投资较少，如果要求企业安装消谐装置，一般企业业主都不愿意实施。与此同时，有些企业所产生的谐波，只要含量不会对其他企业造成危害，一般无需进行治理。对于10 KV变电所母线，它不只是为负荷企业提供非线性电源，即使有些企业已经安装了滤波器，也只能吸收一些具有非线性特性的机械设备的谐波。在此基础上分析变电站应对多点、小容量、分布密集的谐波源进行集中治理，这样才能取得更好的治理效果。同时，在此基础上，要求各用户统一安装和使用滤波器，是非常困难的。

3.2根据实际需要选择适宜的消谐装置

相对于高压消谐器来说，低压消谐器结构相对简单，易于维护，对零散的补偿点易于补偿。但是，与相同容量配置的消谐器相比，低压消谐器由于占地面积较大，消耗较多，成本较高。采用高压装置，更容易实现集中补偿，进而对不同次谐波实行集中治理。此外，有关单位还要做好供电体制和环境的改善工作，根据实际情况尽量达到三相负荷平衡，也可以在一定程度上控制谐波对电网的不利影响。

3.3通过无源滤波的相应治理技术抑制谐波

其操作过程如下：首先进行谐波检测，确定与用户对应的谐波源，然后由不同用户建立相应的文件。在此基础上，选择部分用户进行试点谐波治理，根据治理效果，完成试点评估，然后制定长期谐波治理工作计划。根据用户的不同待遇，选择合适的待遇模式，逐步推广应用。无源滤波器成本低，可广泛用于无功补偿和谐波抑制。本实用新型效率高，容量大，运行稳定可靠，工艺成熟，结构简单，维修方便。它通常有80% 的过滤率。无源滤波器的特性主要取决于阻抗比的大小和确定。为了提高治理质量，有效降低线损，应选择谐波源进行治理。这种治理模式更适合处理单个大容量谐波源。

3.4通过有源滤波的相应治理技术抑制谐波

谐波有功滤波器治理装置，该装置主要由电力电子中的各种元件组成。相关电子设备主要用来监测谐波。并在必要时产生另一组幅值相同，谐波相位相反的谐波，对系统自身进行抵消。调和控制采用有源滤波器。谐波控制方式比无源滤波器具有更好的控制效果和快速动作特性，滤波速率一般可达95%。但是采用有源滤波器的谐波控制方法，设备成本高，容量小。因为谐波管理成本较高，很多用户都不愿意使用有源滤波器，因此用相应的治理技术来进行有源滤波器的抑制是很难推广的。

结束语

随着我国综合实力的增强，对电能质量的要求也越来越高，对于10 KV配电网来说，谐波治理与节能是提高电能质量的重要手段，所以在10 kV配电网中，各有关单位必须根据电网的实际运行情况，对过滤系统进行改进，不仅可以大大延长配电网中相关设备的使用寿命，进一步提高电能的有效利用率。完善10 kV配电网节能降耗技术，不断引进先进技术，改进配电设备，使其成为提高我国10 kV配电网电能质量的一项重要措施。

参考文献：

[1]朱开杰.浅析推行10kV及以下配电网络无功动态补偿对降损和企业经济效益的意义[J].广西电业，2013，8（24）.

[2]吳伟丽，张红军，刘克法，等.基于FAHP的10kV长线路节能降损能效评价研究[J].电测与仪表，2014，10（23）.

[3]熊惠珍，黎锦锋.10kV自动有载调容变压器在农村季节性负荷地区的应用[J].中国电业（技术版），2013，12（33）.

[4]王俊.浅谈10KV配电网节能降损采取的措施[J].中国学术研究，2010（7）