低压配电系统的谐波及其抑制方法

1171　概述随着电力电子设备在低压配电系统中的广泛应用，低压配电中的电能质量越来越受到关注与重视。

科学的不断进步，带来大量先进的电子电气产品，应用于机场中，其中大部分都为非线性负荷。

而机场是一类负荷，对电力的持续性和稳定性要求极高。

因此，合理的机场助航灯光变电站的低压配电设计显得尤为重要。

要求相关设计人员在进行相关设计时，就应该考虑到谐波可能产生的根源，并采取相应抑制措施。

首先，灯光变电站内的主要负荷就是可控硅调光器，它是非线性负荷，是导致灯光变电站产生大量谐波的主要原因。

灯光变电站低压系统中产生的谐波，就会对助航灯光供电系统的电能质量造成严重污染，使得配电系统的电压、电流均产生畸变，场区内的助航灯光灯具会发生频闪，影响对飞行员的正确引导，也会严重缩短灯具的寿命。

同时，由于存在大量的谐波分量损耗，使得系统功率因数下降，就会导致低压系统的供电效率降低。

当市电供电时，对灯光系统的运行安全影响较小；而当切换至灯光变电站内的柴油发电机组供电时，就有可能发生发电机组无法提供负荷所需的有功电能，导致电动机抖动，调光器无法进行高光级下的电流控制和调节，输出电流就会出现失调而报警。

严重情况下，甚至可能会出现设备跳闸的现象，存在极大的安全隐患。

因此，机场灯光站的谐波治理问题尤为重要。

文章通过对灯光站低压配电系统谐波产生的原因进行详细分析，给出了抑制谐波的方法，为以后的工程提供了有益参考。

2　谐波概述在供电系统提供的电能质量比较理想的情况下，通过负荷的交流电波形应该是标准的正弦波。

但是，由于大量的非线性负荷设备应用于电力系统中，实际的交流电波形往往会发生畸变，成为不规则波形。

测得的交流电波形就是一种非正弦的周期波。

利用电流的叠加原理，对一个非正弦的畸变电流波形作傅立叶变换，可分解为无穷多个正弦量相叠加的形式。

其中频率与工频相同的分量称为基波，还会得到一系列频率大于电力系统基波频率的正弦分量，这些频率较高分量称为谐波。

谐波的频率为基波频率的整数倍数，所以，谐波也常被称为高次谐波。

3　谐波的产生及危害在机场助航灯光变电站内，可控硅调光器是低压配电系统中的最主要设备。

它负责控制整个机场助航灯光的开/关和调节灯光亮度，控制其所带低压配电系统的谐波分析及其抑制方法聂艳丽（中国民航机场建设集团公司，北京 100101）摘要：谐波严重危害电气系统的安全性与稳定性，还会增加额外的电能损耗，缩短设备电气寿命，对低压配电系统的电能质量造成严重污染，影响功率因数，导致供电效率降低。

机场对电能质量的要求很高，文章以机场助航灯光变电站中的低压配电系统为例，通过对灯光站中谐波产生的原因进行详细分析，给出了抑制谐波的方法。

关键词：低压配电系统；谐波；无源滤波器；有源滤波器中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）25-0117-032012年第25期（总第232期）NO.25.2012（CumulativetyNO.232）的灯光回路电流保持在规定值。

机场灯光变电站中多采用可控硅调光器，它是采用相位控制方法来实现调光的，使得调光器的输出电流保持在规定值。

当电网中的正弦波电压施加于可控硅调光器时，就变成了非线性波形。

调光器在调相变控恒流过程中产生了大量的谐波，从而对整个系统造成污染。

另外，为提高系统的功率因数，在灯光站电压电气设计中往往会使用纯容性的无功补偿柜，这会将系统中的谐波放大。

灯光站中的调光器采用两相电源输入，在电气设计中，往往三相负荷达不到完全平衡，从而产生非规则化的谐波频谱，也容易产生大幅值的高次谐波，干扰调光器的控制系统。

灯光站低压配电系统中谐波的存在，就会影响到整个系统的电压、电流波形。

畸变的波形使得功率因数下降，系统的供电效率降低。

如果市电失电，全场的灯光负荷均转由站内的柴油发电机供电，就有可能发生原本设计合理的发电机容量，小于整个系统在高光级别条件下所需要的视在功率的情况，从而影响调光器对高光级别的调节与控制，甚至有可能直接导致设备跳闸，对运行带来极大的安全隐患。

另外，现在机场中的助航灯光监控系统，通常也是利用灯光输电电缆的载波进行通信的。

如果灯光变电站中存在有谐波，就会很大程度上影响信号传输的准确性。

4　谐波的抑制方法通常采用无源滤波器和有源滤波器进行谐波抑制。

其中，无源滤波器是由电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，与谐波源并联起来。

利用电路谐振的特点，形成某次谐波的低阻抗通道，将大部分谐波电流分流。

比如，电力系统对7次谐波发生谐振，滤波装置就针对7次谐波形成低阻通路，从而达到滤波的目的。

有源滤波器则是通过实时检测负载电流波形，得到需要补偿的谐波电流分量，并将其反向，通过控制IGBT的触发，将方向电流注入供电系统，实现滤波谐波功能，达到滤波的目的。

无源滤波器结构简单、造价低，在市场中的应用较早，目前国内的使用技术也已经很成熟。

无源滤波器和滤波源是并联的，其自身的运行或设备故障对滤波源一般是没有影响的。

但是，无源滤波器只能吸收滤波源中的大部分谐波，而不能完全消除谐波，反而会因为系统阻抗计算设计不准确，进一步放大谐振。

另外，无源滤波器为单谐振滤波器，对每次谐波都要计算系统阻抗，进行单独设计，计算系统的阻抗也比较繁琐。

机场的电气系统逐年扩建，系统阻抗也会随之变化，同时，电容的老化也会使原来设计的谐振点偏移，而达不到滤除目标谐波的目的。

有源滤波器是一种新型的滤波装置，它能够针对谐波源进行自调节地抑制谐波、补偿无功。

无源滤波器只能针对单次谐波进行固定补偿，而有源电力滤波器则可以动态地根据检测进行跟踪补偿，具有更好的可控性和快速响应性，能补偿各次谐波。

滤波的效率不受谐波源系统阻抗变化的影响，还不会发生与谐波源发生谐振的危险。

但是，有源滤波器需要先检测再相应抵消。

如果检测不准，会放大谐波源电流。

目前，有源滤波器基本依靠进口，成本较高。

因此，在抑制灯光变电站谐波时，需多方面考虑。

首先，若要根除灯光变电站的谐波污染，必须加快研制新一代的调光器，使其输出为正弦波，消除可控硅调光器引起的非线性谐波源。

其次，灯光站中的大量谐波是由调光器内可控硅工作时所产生，这些谐波又会被纯电容补偿柜投入而放大，因此，应该对补偿柜进行改造，将补偿柜更换为兼滤波和无功补偿为一体的低压补偿滤波装置。

另外，进行低压配电电气设计时，尽量调整调光器所接相序，保持三相平衡，减少由此导致的三相主导谐波不同的情况。

综合各方面因素，在进行灯光变电站谐波治理时，若在主导谐波频率明确且较单一的前提下，可选用合适的无源滤波产品。

若灯光供电系统复杂，电能质量要求较高，且在规划今后将不断扩建的情况下，可选用合适的有源滤波产品。

5　结语助航灯光变电站对电能质量的要求很高，而由于站内大量使用可控硅调光设备，导致其自身的谐波问题比较严重，必须予以解决。

无源滤波器和有源滤波器在治理电力系统谐波中有其各自的优缺1181191　区域地质背景1.1　区域地层区域内主要发育侏罗系、白垩系及第四系松散堆积层，大体上呈北西向展布，迭置关系清楚。

现将矿区地层自上而下分述如下：第四系：根据岩性特征分为更新统（Q p ）和全新统（Q h ）。

更新统（Q p ）岩性为胶结松散的砂、砾；全新统（Q h ）岩性为冲积、洪积、残破积粘土、砂、砾。

分布于勐统、景东县城-文化农场一带山间盆地及河谷。

白垩系：本区白垩系分布广泛、厚度巨大，与下伏侏罗系坝注路组（J 3b ）呈假整合接触。

根据岩性及生物特征分为下统景星组（K 1j ）及南新组（K 1n ）、上统虎头寺组（K 2h ）及勐野井组（K 2me ）。

岩性主要为含膏盐砾泥岩夹钙质粉砂岩、泥岩、紫红色泥岩夹粉砂岩、细砂岩。

侏罗系：本区侏罗系分布较广泛，根据岩性及生物特征分为下统漾江组（J 1y ）、中统花开佐组（J 2h ）及上统坝注路组（J 3b ）。

岩性为紫红色泥岩、钙质粉砂岩偶夹紫红色细砂岩、黄色泥岩及灰色灰质砾岩偶夹细砂岩。

现田铜矿矿床地质特征浅析陈友春（云南铜业矿产资源勘查开发有限公司，云南 昆明 650000）摘要：现田铜矿位于思茅市景东彝族自治县文井镇速南村委会现田自然村辖区内，矿区中心位置位于景东县城155°方向，平距36.8km 处。

景东现田铜矿属于小型层状矿床，矿体主要赋存景星组浅灰色砂岩中，含矿地层岩石均遭受过不同程度的区域变质作用，矿区至今发现的矿体规模小、品位低，有用矿物组分简单，但在资源匮乏的今天，通过对矿区地质特征的研究，力争在矿区找到更多的资源量，以满足矿山持续生产的需要。

关键词：现田铜矿；矿床地质特征；矿床成因中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）25-0119-032012年第25期（总第232期）NO.25.2012（CumulativetyNO.232）地质矿产Geology Resources and Mines点。

在实际工程应用中，应结合具体工程的规模及供电系统结构以及所带的负荷特性，选择合适的谐波治理手段。

参考文献[1] 张云青，李建民，连如玉，杜菁．白云机场助航灯光站谐波分析及其治理[J]．现代建筑电气，2010，1（5）．[2] 徐政．电力系统谐波——基本原理、分析方法和滤波器设计[M]．北京：机械工业出版社，2003．[3] 李燕青，陈志业，李鹏，等．电力系统谐波抑制技术[J]．华北电力大学学报，2001，28（4）． 作者简介：聂艳丽（1981-），女，安徽阜阳人，中国民航机场建设集团公司工程师。

（责任编辑：秦逊玉）。