摘 要 ：介紹了港口配電系統的諧波源及其特點，實際測量諧波源的諧波數據分析，港口諧波治理措施。

關鍵詞 ：港口 諧波源 諧波治理 有源電力濾波器

Analysis of Harmonics in Harbour and Control Measures

Abstract：This thesis introduce the harmonic sources and their characteristics of port distribution system；Analysis of the data that actual measurement of harmonic sources；Port harmonics control measures.

Key words：Harbour Harmonics source Harmonics control Active power filter

1 引言

近年來電力電子技術以其節能、高效、便于操控的特點，在港口的配電系統中已經廣泛的被應用，尤其是整流、變頻以及能量回饋等技術已經大量應用于門機、集裝箱岸橋等機械設備。但是，這些新技術的使用不可避免的對港口的配電系統產生大量干擾，特別是諧波干擾已經成為一個不可避免的問題。某公司對配電系統進行了電能質量測試，從測試情況看，其中大部分重型設備都會向配電系統注入5次、7次等諧波。高次諧波對系統會產生各種危害，例如，變壓器過熱、噪音增大，電容器頻繁鼓肚、導致功率因數低，電纜發熱嚴重等。本文根據實際測試的結果，分析港口諧波源的特點，并提出相應的治理措施。

2、諧波概述

國標《電能質量 公用電網諧波GB/T 14549-93》對諧波（分量）的定義是：對周期性交流分量進行傅立葉級數分解得到頻率為基波頻率大于1整數倍的分量?？傊C波畸變率(THD)作為衡量用電質量的一個重要指標，它的定義是：周期性交流量中的諧波含量的方均根值與其基波分量的方均根值之比（用百分數表示）。電壓總諧波畸變率以THDu表示；電流總諧波畸變率以THDi表示。

3、諧波對港口配電系統的影響

（1）設備影響

諧波使配電系統遭到污染，這都可能影響繼電保護、計算機系統和精密機械或儀器正常的運行、操作，降低這些設備的使用壽命，甚至引起繼電保護誤動作而形成不必要的事故，造成不同程度的影響和損害，特別是對感應型電能表的影響。相關研究表明，感應型電能表對2次以上的諧波有逐漸增大的衰減特性，達到9次時已衰減掉80％以上。

（2）諧波污染對電網的影響

電網無功配置容量中電容器所占比例最大，其中用戶電容器約占全部電容器的2/3。這部分電容器的設計大多只考慮無功補償量，不考慮裝設點電能質量的實際污染情況，因此，運行點電能質量指標低時，常造成一些事故，如補償裝置投不上、電容器使用壽命降低、電容器保護熔絲熔斷，甚至發生串并聯諧振，引發電容器的諧波過電壓與過電流，導致電容器爆炸等。用戶電容器的管理仍按平均功率因數進行考核，由于存在諧波，還會對功率因數產生影響，一般的，設備的輸入功率因數：。從該式可以看出，當電流、電壓發生畸變時，其功率因數會隨著減小。

結束語

盡管諧波造成危害以各種現象表現出來，但是導致這些危害的根本原因是諧波電流。即非線性設備工作時，向電網發射的諧波電流。因此，無論諧波治理的最終目的是什么，其本質就是減小負載(可能是一組負載)向電網注入的諧波電流，也就是使電流波形盡量畸變小，因為諧波電流是諧波問題的根源，雖然在有些場合諧波治理的目標是保證電網的電壓畸變率滿足國家標準，但是最終仍然落實到諧波電流的控制上。

諧波治理的最佳位置是在非線性負載的電源入口，這樣相當于將非線性負載轉變成了線性負載，諧波導致的一切問題都迎刃而解。由于消除了諧波源，原來的配電系統就像工作在傳統的線性負載條件下，沒有任何隱患。對于設計人員來說，由于進行了諧波治理，無論進行配電系統的設計，還是進行制造系統的設計，都可以按照傳統的規范進行設計，而不用考慮諧波帶來的種種風險。大部分發達國家按照這個策略開展諧波治理。達到這個目的的管理措施在采購設備時，提出滿足GB17625標準。

雖然在非線性負載的電源入線端治理諧波是最佳方案，但是這種方案可能成本較高，根據實際系統情況，可以采用靈活的方案。通常，可以將就地諧波治理與部分諧波治理結合起來，構成一個性價比高的方案。對于功率較大的諧波源負載(例如變頻器等)，采用有源濾波器進行就地諧波治理，可減小向電網注入的諧波電流。對于功率較小，比較分散的非線性負載，在母線上統一治理。在設計方案時，可以根據配電系統具體情況進行設計，以期達到一個完美的諧波治理效果。

文章來源：《電氣傳動自動化》2014年第6期

參考文獻

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