機場助航燈光系統的諧波處理分析

楊鋒濤

（寧夏機場有限公司，寧夏回族自治區 銀川 750000）

機場助航燈光系統是目視助航設施中一個非常重要的組成部分，它通過不同光級下燈具發出光的顏色，勾勒出一個機場的跑道、滑行道及進近區域的主要特征，在夜間或能見度較差的情況下提供飛機駕駛員一個明確的目視信息。助航燈光系統的供電等級屬于一級重要負荷，供電安全關系到飛機的安全運行，通常在跑道附近或端頭的安全區域內設置一座或兩座燈光變電站，專供燈光及導航設備用電。各種類型的助航燈具設置在跑道和滑行道上或道肩上，屬于場外燈具，外場燈光回路供電線路較長，國際民航組織推薦使用串聯的供電方式，為保證在串聯電路供電正常，每個燈具都安裝有隔離變壓器，當個別燈具故障而不至于造成整個回路燈具不亮。同時，燈光系統要求采用一至五級的調光，目前國內大部分機場主要還是使用可控硅調光器為主要設備。因此，在燈光系統的實際運行過程中，會產生大量的諧波。

一、諧波的危害

隨著科技的進步，技術的發展，節能和自動化設備的應用越來越廣，容量也日益擴大，雖然這些設備能起到很大一部分節能降耗的作用，但是其產生的諧波對電網的污染，以及電磁干擾等，可能會進一步影響系統中的其他用電設備，也帶來了危害。供電系統諧波的定義是：對周期性交流量進行傅里葉級數分解，得到頻率為基波頻率大于1 整數倍的分量。諧波頻率與基波頻率的比值(n=fn/f1) 稱為諧波次數。電網中有時也存在非整數倍諧波，稱為非諧波(Non-harmonics) 或分數諧波。諧波實際上是一種干擾量，使電網受到“污染”。向公用電網注入諧波電流或在公用電網上產生諧波電壓的電氣設備稱為諧波源。

電網中的諧波污染日益嚴重，給電力系統和各類用電設備帶來危害，諧波會增加電氣設備的熱損耗，如對變壓器來說，鐵心產生熱損耗，尤其是渦流損耗大，在變壓器繞組中有諧波電流，在鐵心中感應磁通，產生鐵損。諧波還會干擾電子設備，使信息發生失真，可對信息系統產生頻率耦合干擾。因此，消除諧波污染，把諧波含量控制在允許范圍內是非常有必要的。

二、機場助航燈光系統諧波分析

機場助航燈光主要是在夜間或能見度較差的情況下，為飛機駕駛員提供視覺引導。機場助航燈光系統負荷等級屬于一級(特)，直接關系到飛機運行的安全性，往往要在跑道兩側或端頭的安全區域設一座或兩座燈光變電站，專門負責燈光、導航設備的供電。根據國際民航組織(ICAO)要求，助航燈具供電回路宜采用串聯方式，同時需設置恒流調光器(CCR)進行調光。恒流調光器可分為以下幾種：磁放大器式；鐵磁諧振式；可控硅式；正弦波調光器。早期我國機場主要采用磁放大器式、鐵磁諧振式恒流調光器，但是其均具有體積大、控制難度大的缺點。后來可控硅式恒流調光器得到了廣泛的應用，其缺陷主要表現在諧波量相對較大，諧波危害輕則導致系統能耗增加，重則直接影響到設備使用安全，出現安全事故。

三、機場助航燈光系統中諧波治理

（一）機場助航燈光電站諧波治理應用

自機場建立應用以來，對于機場的諧波處理問題研究不夠深入，這也使機場對諧波電流造成的影響問題不能及時發現，使一些機場因為諧波的影響造成變壓器出現故障，使繞組對地擊穿。這種現象頻繁出現，機場將諧波的影響重視起來。隨著機場的不斷建設，對燈光站負荷加大，使機場發電機組出現帶載能力不足情況，當進行機場助航燈光調解時，發電機組不能持續供應所需要的電力，使整體處于失調狀態。這也使大量諧波影響加劇，使機組出現振動，最終導致調光器出現故障。這是大量的諧波出現，使諧波影響油機供電，造成整體的功率低下，油機使用受到限制，使輸送功率發生嚴重不足現象。

（二）節點位置更改

在進行機場后期施工管理時，要加大對機場施工現場的低壓配電柜。在節點的位置上進行適當改動。對電容柜的CT 檢查點上端安裝濾波柜。將諧波電流注入其中，降低對電容柜顯示數據的影響。另外，對電容柜進行數據的采樣，根據機場助航燈光電力系統，在進行諧波處理前，柴油發電機組并沒有投入到實際使用中。這也使整體的功率因數較為低下。若想更好地在節點位置上對波柜進行補償，那么也可以在實際使用中利用其它手段來避免該問題存在。

（三）諧波治理效果評估

經過一定的時間的治理，諧波電流的畸率產生很大變化。根據治理所反饋回來的數據。經過濾波器處理后，電流畸形出現的情況得到有效的控制。對于諧波的濾除效果良好。使產生的諧波95%被過濾去除。整體設備的功率得到明顯的改善。使用電設備整體使用率被逐漸提升。用電的效率得到有效的提升，也是變壓器、發電機的供電容量得到了提高，解決了系統中的發電機過大負荷問題，使機場的燈光站諧波的問題得到治理，達到了預期工作效果。