广播电视工程中无功补偿与谐波治理

2022-02-11成武县融媒体中心朱茂良

卫星电视与宽带多媒体 2022年24期

成武县融媒体中心：朱茂良

谐波是电子信号传播过程中比较常见的波束类型，其产生原因比较随机，波形的变化规律也比较随机，因此谐波治理工作任重道远，需要对设备运行环境和电磁场变化规律进行计量统计分析，很多广播电视设备和音视频制作设备对运行环境比较敏感，电磁波和电路的相互作用效果比较显著，因此广电企业的设备管理部门需要对谐波信号进行集中处理，避免损坏电子设备。

1.广播电视工程中谐波产生的主要原因

1.1 电子设备内部故障

在广播电视工程相关技术领域内，谐波现象比较普遍，但是谐波的产生条件相对比较复杂，与较多电子系统设备和零部件内部故障问题有关，很多设备内部故障问题都会产生随机谐波信号，多媒体音视频的播放质量会大打折扣。很多通信类和电气控制类仪器设备的系统运行参数比较特殊，谐波信号源的消除效果并不显著，对周边电磁场环境的稳定性和安全性也会产生负面影响。部分电子设备内部机械和电气系统回路比较复杂，内部故障问题的产生原因也比较复杂，因此谐波信号的波形变化趋势并不稳定。此外，部分电子设备的内部故障问题还与超负载现象有关，很多谐波信号的持续时间比较短，在恢复到平稳波形之后，容易产生较多音视频噪声问题。不同功能的电子系统设备，其内部故障问题与电磁信号、电压电流以及空气环境污染源有关，所产生的谐波信号也非常随机。

1.2 电磁效应

电磁效应主要来源于不同仪器设备的内部磁场和电子电路，很多随机谐波信号的产生原因与电磁场有关，部分广播电视系统设备的运行状态并不稳定，所产生的谐波信号波形很容易出现突变节点，对数据信号的通信传输过程产生严重干扰。很多广电单位中的音视频制作设备，其运行状态并不稳定，对信号数据质量的监测措施并不完善，电路开关电源的设置位置也并不合理，无形的电磁场会对信号数据传输过程产生较多干扰，谐波信号和波形的变化范围也比较大。很多广电系统设备间中普遍存在较多电磁信号，电磁效应所产生的谐波信号不容小觑，谐波信号的随机产生次数相对比较多，对设备间中的电力系统设备的稳定运行状态产生了负面影响。电磁效应与较多电子信号设备的功放设置参数直接关联，电气系统设备和电子信号之间的电磁作用过程也并不完全稳定，共振谐波信号的产生频率也会越来越高。

1.3 电波负荷

谐波的产生条件还包括电波负荷问题，部分电波负荷较重，其所包含的数据量相对较大，导致不同数据之间出现混乱。很多广电企业的设备间以及产品制作间中普遍集中了较多电子设备，其电波负荷量也比较多，电路开关和电源的存放位置也并不显著，电气调节设备的实际运行功率也相对较大，因此谐波信号的实际产生次数也有所增加。很多广播电视信号接收、功率放大以及信号发送设备，其电波负荷量相对比较高，设备内部电气系统结构也并不完善，部分功能参数指标的变化趋势也并不显著，因此谐波信号还会间接反映出电气电子设备内部故障问题所导致的异常运行数据。很多广电系统设备的内部电路系统并不安全稳定，因此信号数据量普遍存在突变节点，不利于提升电子设备内部数据信号的稳定传输质量和通信效率。电波负荷量超出设备可承受范围，是产生谐波信号的主要原因之一，并且与设备内部电气系统线路的功能耦合性有关，部分谐波信号的产生过程非常随机。

2.广播电视谐波产生的危害

2.1 对电力系统设备的危害

在广播电视工程相关技术领域内，谐波信号对电力系统以及电气系统设备都会产生负面影响，很多广电企业的设备间普遍存在比较混乱的设备存放状态，因此电磁环境也并不完全稳定，电力设备实际运行功率也会显著降低，谐波信号与电磁电容介质之间会相互作用，电力安全事故和设备运行风险大幅度提升。广播电视谐波信号主要集中在电力通信线路之中，还会对射频信号接收装置产生严重的破坏，但是大部分谐波信号具备一定随机性和混乱性特征，对电力系统设备产生的危害和内部故障问题不容小觑。很多电气和电力系统设备的有功功率会显著降低，电容补偿要求也会越来越高，谐振电路和谐振电流电压并不稳定，电力系统中的变频器设备也损失较多原有使用功能和性能。广播电视媒体设备和电力系统设备之间的协作效用并不显著，还会被随机的谐波信号和波束影响，电力安全事故问题和设备故障问题亟待解决。电力系统设备的运行操作环境比较特殊，对电磁效应以及谐波信号的反应速度都比较快，但是广电企业普遍缺乏专业的谐波治理措施和无功补偿技术资源，因此会造成较多资源浪费和经济损失。

2.2 降低设备功率

在广播电视工程的相关技术领域内，电气系统设备和变压器设备的运行功率非常关键，也能够直接影响到变频器装置的实际运行质量。但是随机的谐波信号会显著降低设备的运行功率，谐波信号会在变压器绕组中形成环流，所产生的电磁效应不容小觑，电容量和温度都会出现显著变化。很多电气和电子设备的运行环境需要在合理的范围之内，若电力线路中存在较多随机谐波，还会对三相电压和电流的稳定性、安全性产生负面影响。很多电气设备的运行功率与额定功率之间的差异非常显著，与电力通信线路中谐波信号比例偏高有关，变电器以及变压器设备对局部温度变化比较敏感，很多广播电视信号数据信息的整体通信传输质量也会随之降低。降低设备运行功率的谐波信号，其热损失现象更加显著，设备的运行状态也并不安全稳定，在重启设备的过程中，还容易产生较多系统内部故障问题和电火花现象。谐波信号的随机性特征，与较多电气系统设备的运行功率直接相关，部分电感电容元件以及滤波器装置的运行工况信息、通信数据采集精度普遍降低，还容易产生较多电力系统安全事故等。

2.3 影响电力电容器

很多谐波信号的产生原因比较复杂，其随机性和杂乱性特征非常显著，因此会对电力系统中的电容器设备产生负面影响，高压环境下的电力通信线路并不安全稳定，三相电压和电流状态也并不稳定，局部温度则会快速升高。很多电容器设备的运行操作环境比较复杂，对元件温度和连接处比较敏感，因此电力系统的电容器内部元件更换频次也显著增加。谐波信号所带来的负面影响，不仅会对电力系统设备产生较为突发的干扰，所产生的电磁场效应和突变环境影响因素，对电容器设备的安全性非常不利。相关电气设备在产生谐波之后，不仅仅会对广播电视中的相关电力设备产生损害，还会使电容器的功能系统受到严重损坏。很多电力系统中的电容器设备，其功能和性能指标参数并不稳定，也严重缺失运行质量监测技术体系，对运行操作环境中的工作人员也会带来更多安全风险问题。能够影响到电力系统电容器设备正常运行状态的谐波信号，其波形的随机变化区间并不具备统计学特征，在环境条件比较复杂的情况下易于产生，很多电磁波信号的数据通信传输质量也会大打折扣。

3.广播电视工程中的无功补偿技术措施

3.1 无源滤波器

在广播电视工程的相关技术领域内，无功补偿技术措施非常普遍，也能够及时应对不同原因产生的谐波信号问题，其中无源和有源滤波器设备的应用效果都比较突出，无功补偿和谐波治理措施的针对性也比较突出。无源滤波器设备主要分布在交流电网与谐波源之间，对并联电路的阻抗形式进行严格标定和统计学分析。在实际部署和应用无源滤波器设备的过程中，需要进一步突出LC内部的基波频率是否与谐波频率基本一致，并及时调整功率因数指标。原有交流电网普遍选用UPS组件和变频器的组合形式，但是串并联电路中的谐波信号并未被快速补偿，电力数据通信传输质量也会显著降低。选用更加科学合理的无功补偿以及谐波治理措施，需要最大限度降低电路中的资源损耗比例，还需要客观考量各项用电设备的运行工况数据源是否存在异常突变区间节点。在应用无源滤波器设备之后，需要对电抗系数指标进行严格监测，确保交流电网与负载谐波源之间的电子数据通信传输状态更加安全稳定。

3.2 有源滤波器

与无源滤波器装置相比，有源滤波器的应用过程能够反馈给交流电网大部分资源补偿，还能够保障低压配电系统设备处于安全稳定的运行工况条件下。但是有源滤波器设备的应用条件较为复杂，需要物理隔离谐波信号和波束，在TCR+FC的基础之上增设有源滤波器装置，并对电路中的串并联结构进行动态监测和风险预测分析。借助于高功放的有源滤波器装置，谐波信号能够被物理隔离，线路故障问题的产生次数也会随之降低，负载端产生的谐波电流逐步转换成基波电流，设备功放效率也会有所提升。有源滤波器设备能够快速识别谐波信号，并及时补偿到交流电力线路之中，从而形成非谐振电流曲线。很多低压配电网中的有源滤波器装置，其实际运行工况数据的变化过程也比较随机，但是能够在最短时间范围内进行有功补偿操作。与无源滤波器设备相比，有源滤波器的补偿效果更加突出，但是也会潜在增加交流配电网的运行负载量。

3.3 无功补偿

相比于有功补偿技术，无功补偿技术措施的应用流程更加简单，但是需要针对不同规模的广电系统设备、电力系统设备和电气设备进行谐波信号识别和处理，确保广电系统内部设备运行状态的安全性和稳定性即可。但是无功补偿技术措施的缺点也非常明显，例如能耗量突增等现象。这就需要结合数字广播电视设备的实际功放效率指标选定补偿方式，还需要将谐波信号处理之后的基带频率进行动态观测和统计分析，才能够呈现更加安全稳定以及节能降耗的谐波治理模式。在众多广播电视工程的后期建设阶段内，无功补偿技术措施的应用效果也更加突出，很多电网负载设备的谐波产生次数会被显著降低，但是需要结合无功补偿技术的实际应用环节，尽量整合谐波信号，将可拓展的电子数据信号通量进行定向监测和风险预测分析，严格设定谐波信号的后处理和质量评价标准即可。

4.优化无功补偿和谐波治理的相关对策

4.1 构建全面的规则体系

对于广播电视工程相关联的企业单位而言，构建更加全面的规则体系是非常关键的，但是其实施难度也比较高，很多无功补偿技术资源和综合谐波治理措施都会耗费较多时间成本和人力物力，无功补偿技术和谐波治理措施的实际应用质量非常关键。构建全面的规则治理体系，需要充分体现谐波治理目标和无功补偿技术措施之间的相关性，并对各项统计学特征和信号数据进行存储管理。对设备间和节目制作间中的仪器设备类型进行精准识别，将交流电网系统中的数据通信链路进行严格规范化处理，确保无功补偿技术资源和综合谐波治理措施应用质量的稳定性。构建全面的治理规则体系，需要从设备质量、数字信号处理等相关治理环节入手，并对比分析广播电视工程的实际建设需求与最终建设成果是否存在较大差异。构建全面的治理规则体系，需要及时引入科学合理的可行性论证分析方案和技术应用方案，并慎重选择谐波治理手段和运维管理措施。

4.2 运用信息化手段丰富治理方式

在众多广播电视工程项目中，相关部门和专业技术团队需要合理运用信息化手段，进一步丰富仪器设备的谐波治理方式，并对无功补偿技术资源的实际应用质量进行后评价，确保各类广电系统设备实际运行工况数据采集结果的精准度和安全稳定性。广电企业都需要在原有业务资源的基础之上，与多媒体、融媒体平台进行有效对接，因此需要集中开展信息化建设与改革工作，并对谐波源即负载端设备进行严格标定，确保广电节目制作环节中的关键仪器设备和电力系统装置不会被大量谐波信号所干扰。在运用信息化手段丰富谐波治理方式的过程中，相关部门以及专业机构需要及时开展信息共享和数据交换等基础工作，及时消除信息孤岛以及信息资源不对称等问题。部分广电企业还充分运用了信息化管理系统平台，对比分析不同谐波源和负载端设备的信号收发状况，并对有功补偿方式以及无功补偿技术资源的实际应用质量和运行效率进行客观评估。

4.3 提高专业人员的综合素养

在广播电视工程相关技术领域内，专业人才队伍建设工作不容小觑，这会直接关系到无功补偿技术资源以及谐波治理措施的实际应用成效。部分有功补偿技术和无功补偿技术的应用流程相对比较复杂，人工操作环节也容易出现补偿数值误差等问题，因此提升相关专业人员的综合素养能力水平迫在眉睫。部分专业技术团队在给出谐波治理解决方案的过程中，其偏重点主要集中在无功补偿系统设备层面上，对众多谐波信号的产生原因进行针对性探究，后期运维管理成本比较高。提高相关专业人员的综合素养能力水平，可以充分借助于先进的信息化教学管理平台和远程教学手段，定期更新无功补偿以及无源有源滤波器装置，将硬件设施和软件资源进行科学配置，逐步提升专业人才的风险意识和岗位责任意识。

4.4 构建数据通信质量监测机制

在众多广播电视工程项目中，谐波信号的综合治理成效非常关键，因此相关部门以及企业单位需要及时构建数据通信质量监测机制，并引进专业的运维技术团队，及时处理运行状态异常的广电制作类仪器设备，并依据节能降耗的技术应用目标，对比分析不同数据通信链路中的谐波信号产生概率，以及关联电子系统设备的运行工况数据等内容。构建广电设备层面上的数据通信质量监测机制，需要将谐波信号的产生次数控制在安全的阈值范围之内，避免影响到交流电网和谐波源负载终端设备的整体运行状态安全性和稳定性。除此之外，构建数据通信质量监测机制，也能够协助相关技术人员提升电力系统网络的实时通信效率，避免出现较多外部干扰因素和电磁影响因素。