廣播電視工程中無(wú)功補(bǔ)償與諧波的治理分析

周紅輝

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和現(xiàn)代化技術(shù)的不斷進(jìn)步，電網(wǎng)負(fù)荷急劇增多，對(duì)于電網(wǎng)無(wú)功功率的補(bǔ)償要求也就越來(lái)越高。此文簡(jiǎn)要地分析了諧波的產(chǎn)生和諧波帶來(lái)的危害、無(wú)功補(bǔ)償裝置的作用和無(wú)功補(bǔ)償裝置在解決諧波治理問(wèn)題時(shí)的作用，以期望可以減少諧波問(wèn)題帶來(lái)的危害。

1 諧波產(chǎn)生的原因和危害

1.1 諧波產(chǎn)生的原因

非線性負(fù)載量過(guò)大是廣播電視工程中諧波產(chǎn)生的主要原因。電流在傳輸過(guò)程中超過(guò)了負(fù)載，不能滿足使用需求，形成了電磁干擾。諧波震蕩在電流的形成階段出現(xiàn)，隨著電機(jī)結(jié)構(gòu)和線路進(jìn)入用電設(shè)備中，從而產(chǎn)生影響。針對(duì)發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的諧波并沒(méi)有較好地處理方法，當(dāng)前的處理方法通常都是針對(duì)運(yùn)行階段來(lái)設(shè)計(jì)的，因此，雖然能夠進(jìn)一步的減少諧波，但是并不能從根本上解決諧波問(wèn)題。

除此以外，諧波的產(chǎn)生方式還有很多種，比如電路開(kāi)關(guān)電源、設(shè)備內(nèi)部的鐵芯電力裝置之中，例如，交流弧式的焊機(jī)、煉鋼過(guò)程中使用的電爐設(shè)備等。

1.2 諧波的危害

諧波問(wèn)題早已引起了界內(nèi)外眾多人士的重視，這主要是由于其往往會(huì)增加電氣設(shè)備的熱能損耗量，使得功率快速降低、設(shè)施設(shè)備快速老化，并且在耗能量上升的同時(shí)，容易造成燒壞、爆炸事件，從而加大安全事故的發(fā)生率，這些都是諧波帶來(lái)的危害。因?yàn)楦鞣N電力電子裝置被廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的人開(kāi)始重視和關(guān)注諧波的危害。另外，諧波的產(chǎn)生還會(huì)降低設(shè)備的功率，在廣電工程中電氣設(shè)備會(huì)得到頻繁使用，而傳播信號(hào)的穩(wěn)定性會(huì)受到設(shè)備工作效率的直接影響，一旦有諧波振動(dòng)出現(xiàn)在系統(tǒng)中，并且沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行解決的話，會(huì)嚴(yán)重影響電設(shè)備導(dǎo)通功率.解決此問(wèn)題的主要方法就是采用功率補(bǔ)償，但是需要注意的是在之前要詳細(xì)測(cè)量干擾設(shè)備運(yùn)行的電流參數(shù)，通過(guò)分析后確定最終功率補(bǔ)償參數(shù)。

2 無(wú)功補(bǔ)償裝置分析

2.1 無(wú)功補(bǔ)償裝置的重要作用

無(wú)功補(bǔ)償裝置的作用表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先，根據(jù)實(shí)際需求的不同無(wú)功補(bǔ)償裝置可以將負(fù)載功率與供電系統(tǒng)的因數(shù)進(jìn)行提高，使設(shè)備的容量得到縮小，進(jìn)而使功率的耗損量得到最大化的降低。其次，無(wú)功補(bǔ)償裝置可以增強(qiáng)供電的質(zhì)量，例如，在較長(zhǎng)距離的電流線路當(dāng)中，選擇合適的位置，并將動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償裝置放置于此，輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性就能夠被大幅度地改善，從而提高了輸電系統(tǒng)的輸電能力。最后，無(wú)償補(bǔ)功能夠讓有功和無(wú)功負(fù)載相對(duì)平衡。所以說(shuō)，為了進(jìn)一步滿足廣播電視工程的用電需求，就必須有效應(yīng)用無(wú)償補(bǔ)功裝置。

2.2 無(wú)功補(bǔ)償裝置存在的問(wèn)題分析

眾所周知，采用電容補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)增強(qiáng)功率因數(shù)是現(xiàn)在廣播電視工程的主要方式，以此保證使用功率因數(shù)能夠滿足電網(wǎng)的需求，但是這也導(dǎo)致了諧波嚴(yán)重超標(biāo)問(wèn)題的產(chǎn)生。我們應(yīng)當(dāng)意識(shí)到在這個(gè)時(shí)候電容補(bǔ)償也會(huì)出現(xiàn)缺陷，比如，當(dāng)進(jìn)行電容補(bǔ)償而產(chǎn)生諧波電流時(shí)，通常會(huì)迅速增加電容器的電流有效值。另外，受到諧波電壓的影響，電容器的電壓最高值也會(huì)進(jìn)一步加大，進(jìn)而損壞電容器。除了上述內(nèi)容以外，無(wú)功補(bǔ)償裝置還會(huì)導(dǎo)致電容器和裝置系統(tǒng)之間有諧振出現(xiàn)，從而使諧波的發(fā)生率大大增加。此類情況不但會(huì)損壞電容器，還會(huì)對(duì)其他的設(shè)施設(shè)備造成嚴(yán)重影響，甚至?xí)斐稍撓到y(tǒng)的崩潰。

2.3 無(wú)功補(bǔ)償裝置

安裝濾波器能有效治理諧波問(wèn)題，對(duì)平衡無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理有重要意義，其通常是根據(jù)諧波源的參數(shù)和安裝點(diǎn)的特性和用戶的要求來(lái)專門設(shè)計(jì)的。SVC（靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置）是一種可以綜合治理電壓波動(dòng)、諧波、閃變和電壓不平衡的重要設(shè)備。APF（有源電力濾波器），是一種新型的動(dòng)態(tài)治理諧波和無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娮釉O(shè)備，可以對(duì)頻率和幅值都發(fā)生變化的無(wú)功電流和諧波進(jìn)行補(bǔ)償，目前主要應(yīng)用在低壓配電系統(tǒng)上。

3 無(wú)功補(bǔ)償治理方案

3.1 補(bǔ)償方案

無(wú)功補(bǔ)償分為分散補(bǔ)償、集中補(bǔ)償以及就地補(bǔ)償三種類型：。①集中補(bǔ)償一般運(yùn)用于變電站與配電站的工作活動(dòng)中，但是其關(guān)鍵在于補(bǔ)償線路和變電站、配電站兩者的無(wú)功需要、穩(wěn)定電壓的需要以及完善分散補(bǔ)償、就地補(bǔ)償之后所剩下的無(wú)功。一般情況下，在廣播電視工程的系統(tǒng)中無(wú)功功率是總裝機(jī)容量的30%，無(wú)功補(bǔ)償與工程大小成正比。②分散補(bǔ)償往往運(yùn)用于配電站以及配電室之中，其主要是針對(duì)用電網(wǎng)絡(luò)面積較小的用電網(wǎng)絡(luò)展開(kāi)無(wú)功補(bǔ)償，且補(bǔ)償量往往依據(jù)具體情況而決定。③就地補(bǔ)償主要針對(duì)大容量的負(fù)載進(jìn)行，在負(fù)載的附近進(jìn)行相關(guān)配置，該種方式可以盡可能地節(jié)約電力能源的損耗。通過(guò)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)行研究，可以發(fā)現(xiàn)以上三種補(bǔ)償方式的配合使用，可以將無(wú)功補(bǔ)償用到一個(gè)非常合理的度。

3.2 濾波裝置

一要考慮到無(wú)功補(bǔ)償，二要考慮到治理諧波的問(wèn)題，三要符合廣播電視工程的用電需求，平衡無(wú)功補(bǔ)償和諧波問(wèn)題就成了解決問(wèn)題最大的關(guān)鍵，也是大部分維修工程師的長(zhǎng)期工作目的和科研目標(biāo)。當(dāng)前情況下，安裝濾波器是最主要的諧波治理方案，不但能夠?qū)χC波進(jìn)行濾除，還能夠與無(wú)功補(bǔ)償結(jié)合在一起。

3.2.1 無(wú)源濾波器

作為濾波電路之一，無(wú)源濾波器主要由三大部分組成，分別是電容設(shè)備、電阻設(shè)備以及電感器。為了能夠達(dá)到濾除一次或多次諧波的目的，可以將電感器和電容電阻結(jié)合。將濾波器的電感和電容設(shè)備進(jìn)行串聯(lián)，理論上會(huì)得到較為優(yōu)秀的過(guò)濾效果。另外，針對(duì)無(wú)源濾波器在工作過(guò)程中往往會(huì)因?yàn)橥蝗煌ｋ姸鵁o(wú)法進(jìn)行正常工作的情況，我們會(huì)在電力系統(tǒng)的電源開(kāi)關(guān)中放置UPS，可以有效避免這種事故的出現(xiàn)。通常來(lái)說(shuō)，廣播電視工程往往會(huì)使用部分變頻器、計(jì)算機(jī)以及整流開(kāi)關(guān)等設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)日常工作，但是這卻極易造成大量諧波的出現(xiàn)，大大降低了電力系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。所以，無(wú)源濾波器的安裝方式通常采用并聯(lián)安裝，在每一個(gè)重要設(shè)備的母線上面都進(jìn)行安裝，通過(guò)采用分段治理來(lái)對(duì)諧波進(jìn)行有效的控制，該種方法作為一種既便利又節(jié)省資源的新型方法值得被更為深入地推廣、運(yùn)用。

3.2.2 有源濾波器

有源濾波器是一種電力電子裝置，運(yùn)行過(guò)程中，濾波會(huì)通過(guò)流通的電流而順利進(jìn)入到電路的網(wǎng)絡(luò)之中，能夠有效作用到負(fù)載產(chǎn)生的諧波，并且能夠抵消處理電流。采用有源濾波器雖然能夠取得一定的效果，但是電磁波會(huì)干擾電源線，所以，為了使低壓電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定的運(yùn)行，可以通過(guò)電力電子變流器來(lái)控制系統(tǒng)，從而進(jìn)行跟蹤和處理濾波。

4 結(jié)語(yǔ)

廣播電視工程中的諧波會(huì)產(chǎn)生較多的危害，而導(dǎo)致諧波產(chǎn)生的原因有很多種。為了更好的解決廣播電視工程中的諧波問(wèn)題，需要工程師們?cè)诂F(xiàn)有的方法上不斷地思考和創(chuàng)新，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，減少諧波問(wèn)題所帶來(lái)的危害。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁艷紅．廣播電視工程中無(wú)功補(bǔ)償與諧波治理的技術(shù)研究[J]．現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化,2016(5):40-41．