港口电力系统中谐波对电容的影响及对策

港口电力系统中谐波对电容的影响及对策陈立新摘要：简要介绍了港口电力系统中谐波所造成的危害与影响，谐波造成影响的原因及理论上的解决方法，实际运行中存在的一些实际问题，提出了解决谐波影响的实施对策。关键词：谐波电容器电力系统电抗器电抗率一、引言随着近年电子技术的在港口电力系统的广泛应用，特别是变频、整流以及能量回馈等技术在港口大型门机、集装箱岸桥等机械设备上的应用，港口供电系统中的谐波问题已经不可避免的暴露出来。据天津港电力系统中部分装有变频调速设备的集装箱岸桥和大型门座式起重机的谐波测试情况看，其中大部分机械设备运行中有5、7次谐波注入系统，个别设备还有11、13次谐波产生。由于高次谐波对电气设备的正常运行具有非常的危害性，其所造成的损失已不胜枚举。例如，熔断器爆炸、电抗器过热烧毁、电容器鼓肚、PT绝缘击穿、变压器出力和寿命降低等问题在天津港电力系统中就曾有发生。下面本文就谐波影响最为严重的电容器如何作好对谐波危害的防制，实际操作中存在的一些实际问题和解决办法，以及港口电力系统如何作好对谐波影响的防范，提出自己的一点见解供探讨。二、电容器对谐波放大是谐波造成危害的主要原因1.电容器对谐波电流放大原理：电力系统中如果没有电容设备且不考虑输电线路电容，则其谐波阻抗Zsn=Rsn+jXsn式中Rsn—系统的n次谐波电阻Xsn--n次谐波电抗Xsn=nXsXs–工频短路电抗并联电容后，设并联电容器基波电抗为Xcn次谐波电抗为Xcn，系统的谐波等效电路如图一所示，则系统的n次谐波阻抗值Z′sn为-j-jXcnZsnZ′sn=Rsn+j(Xsn-Xcn)三由上贞式可存以看吐出，球装设欣电容决器后配系统搂的谐跳波阻仔抗随倍系统筝的谐远波频隔率不妥同会遵发生旱变化注，即慨可以辣为感耳性也勇可以健为容进性，夹并且全当系行统的渡谐波退频率沉达到直某一堵特定土值时妹，并鸭联电天容器屯可能更会与预系统义发生寇并联珠谐振前，使软等效俭谐波源阻抗考达到哑最大舞值。柱如果殖谐波鞠源为呀n次欺谐波怖电流坚İ队n注池入电抢力系宿统，谋İ刊sn攀为进希入电名网的集谐波项电流额，脖İ宏cn绪为进题入电鸡容器代的谐兽波电莲流，旧如图拼二所逗示：态根据场电路宗计算钢公式玉：-jXcn-jXcnİsn=İnRsn+j(Xsn-Xcn)Rsn+jXsnRsn+jXsnİcn=İnRsn+j(Xsn-Xcn)政逃跨当X猪sn厌=X僻cn址时，挽并联愤电容英器旗则棋与系盼统阻奉抗发姥生并来联谐苍振，改由于似Rs拥n谢<熟<行Xs溉n胀、券Rs棒n肥<<彼Xc叮n掏，尼此时小İ搜sn茅、辟İ败cn取均远斗大于告İ恰n，亦所以劫谐波宾电流苗被放饰大。Xcn里贤多因X声c即n=丰n虎Xs扬，X市cn宿=丘攻茅故谐伸振点复的谐重波次万数为凳n奔o太=必√澡X搂c验/X雕s映，Xcn庸即当渡谐波活源中转含有陪次数类为填√附X族c该/X俊s谋的色谐波详时，舌将引惕起谐颂振。爬若谐暗波源嚷中含呈有次恐数接溉近城√联X总c懂/X迷s西吨的谐逆波，钞虽不厕会发刮生谐美振，害但也黎会导涌致该岔次谐集波被各放大帽。挥插乌2.猴谐波警放大携对电把容器蚊造成睬的影膝响刚全垄谐波矛电流倾一旦闲被电煮容器狸放大苦并迭势加在担电容椒的基株波预电流淹上，术这誉将堤使流妨过电沫容器秆电流其的有屠效值搁增加丢，电删力电扬容器冻会遍由于亏谐波障电流姐引起鼓附加挡绝缘陷介质馋损耗胖加大训、避温度配升高设，加汇快电须容器扶绝缘友老化腰，甚嫩至引冲起过绘热使袍电容奖器损廊坏。缝摘炕此外霸，谐避波电慈流被丢放大督引发书的谐乏波电慕压增般大柿一旦呀迭加胁在电蜜容器沙的基钥波电绩压上庆，同配样会限使电午容器流电压遍有效很值增扶大，恳并桂且记电本压峰蓝值躁也会田大大型增加红，址造成间电容确器痕发生壮局部荡放电秃不能盗熄灭冤，这匀也是判电容鲁器损饼坏的就一个乡主要榴原因铅。符冬再由于工电容堆器对蜘谐波乔电流巾的放村大作轮用，溪它宜不仅捧危害狸电容袄器本桶身，佩而且剖会危凡及电元网中很的其迹它电扩气设吼备，裤严重音时会驴造成亭电气圈设备分损坏无，甚凳至破侍坏电躬网的论正常筒运行角，因嚼此尿，醒必须魔要解榆决好羡电容戚器对义谐波戒电流葱的放秘大问谢题，园加强墙谐波粥的抑悼制与舌防范兄。兵三、改谐波幸抑制浊方法槐及实禽际操锁作中森的问歪题赠固纸1.哲谐波绳抑制图方法波记愧根据隐并联康电容责器对勉谐波既电流凉放大叛的原询理，境改变膝并联蛮电容氏器与吸系统绸阻抗痛的谐庭振点伟，避普免谐姻振发所生，木就黎可以衣有效烤地解裳决并搅联电轨容器丹对谐录波的取放大孝问题血。狠实际奥操作纤中的步通常仅的做喂法是木给并吉联电富容器惰串接胁一个呢电抗眼器，筛其等陪效电仍路如暴图三翠所示骄，X含L换为串倦接电悟抗器篇的基滥波电塞抗，塞由于姿通常苏情况欠下尽Rs素n<栏<X等sn姐，忽决略R心sn解，治串接养电抗瓶后，nXnXL-Xc/nIsn=InnXs+(nXL-Xc/n)nnXsIcn=InnXs+(nXL-Xc/n)迹策晶由以布上两粉式可杀以看拢出，拆当雅n楼Xs旺+（灭n打X钱L峡-X棍c/揭n）伟=0吵时，蓝并联蝇电容嚷器此舞时将落与劣系统龟发生江并联羽谐振垫，谐范波次泼数声n顺0姜=工√宜X针c/枪（X厘L剥+X挠s）铺，戴与未酸串接执电抗锤器之招前相逃比，丧谐振淘点谐康波次渣数明皂显低早于未漫串接酒电抗跪器时糕的谐何波次氏数，父且串娘接的捉电抗茧器电语感量思越大辽，谐避波次世数舱n习0愁越低巩。因室此，诱通过督串接隶电抗栏器电夜感量敲大小点控制盏并联努谐振录点的框位置卸，能迷够有偷效避宝开谐届波源宇中所航包含却的各庸次谐鸽波，骂避免通谐振沾的发往生。尚统钳2.事实际秤操作羊中的腐问题降方值谐波邪问题翁实际洒上恨是一哈个十喝分复晚杂的社问题枝。单叮就申天津农港口必电力说系统挖来说狠，壳港区凝用电蚕设备蛮有谐利波产婶生，给上级啊电网尊也有测谐波蛇注入菠，变艘电所求内部干的整犬流等雾设备悬同样继会产江生谐注波匹。由仅于畅港区艺用电技负荷盛随时蝶间和拳港口颗生产疏情况案变化按波动断非常正大，谁因此故港口蜡生产抵设备焦产生答的察谐波载影响类也在伍不停凑的发胆生着冈变化长。脖同样皮，由暴于上坛级电韵网的针调整沉变化兼，其王谐波悼影响恭也有壶不同依。特扁别是闹随着办近碎年天孟津港盼口建肝设的什飞速谎发展避，新宵的集遥装箱叮码头案岸桥坦等大萝量新欣设备斯的不暂断增亩加投茅入使军用以拆及随辟时可剃能增鄙加或扯调整析投入蛇使用远的设障备，缴对于跃谐波煎的影唉响躲确实折很洋难做食出准译确的纽预测侦。因遭此珍，献对于剪港口趋电力鸦系统舱中昌并联克电容涨无功绞补偿弟装置角的帆谐波忧抑制冻，炊特别敲是插在桂串接怜电抗弱器的该选配施方面狸同样缓面临再着许缩多的乏实际铁问细题。汉通过伍以上挡的分平析、选讨论醋已经扁知道惧，当磁系统彻中含决有多遥次谐遍波分孟量时漂，丹可以若通过多加大锦串接饥电抗作器的歌电感谜量愚降低援谐振来点琴来解挑决。吓但梦若串啄接震电抗佛率脆过大苦的电竹抗器灰，筐电容液器两妨端电腰压将翅升高既到一岸个强很高缠的数粗值语，不吉仅问会造草成统投资种大、腐不利沉于安贯全运奉行，耽同时鼠也会否影响体补偿奏效果或，因点此一爹般情厅况下跌，串桂接电额抗器巴的电杏抗值棒不宜旋过高货。日从天退津港虏口的甘实际荒测试悦情况虹看，无系统罩中罚谐波伪主要林以辩5次刊以技高尿次谐扯波刮为主殊，炭根据排有关锻书籍轨介绍滨，线对于译5次匪以上孝谐波匪串接干4.课5%透--煤6%显的电嚼抗率俘具有康很好前抑制撤作用咽，盘但从察理论鸣计算蚁公式侍可以引看出垃，任制何一喂种固津定比办率的滔电抗府器都高不可编能对比每次欠谐波生都能致起到闸很好毕的抑她制作僻用，坚特别僻是串染接4备.5附%-艰-6亡%的慌电抗条率还肝会对燥3扛次谐浊波踏产生兴放大糟作用不。因戚此可跃以讲诞，采浇用一呈种电狸抗率岁的串忧接电葡抗器妹要想饶全面捉解决喝含有扮多次尝谐波裤的显抑制抹问题被，不咏可能叼做不元到平。坑如果古采用改串接浊多组祝不同稳电抗脆率的柱电抗统器宽分组剂形式倾，虽敌然爪并联型电容柔无功脑补偿煎设备贵的构择成形很式能杨够满嫌足，捡并且喉也可浑以今做到伤对不宗同次惯谐波烟的抑屈制，抹但是抽由于砌系统额中各蛙次谐住波的分出现趁并非礼规律豪性，渗若想虽实现依无功乡补偿川和谐躲波抑桨制的毫协调话统一及，不胖同的画电容享器、教电抗升器组立合及最不同烈的菠操作盗顺序狐，不纹但给毕安装搂设计疾带来候不变遮，也左给运完行维丹护带嫁来很霞多麻冤烦源，酸因此趟这种桑方案桌也不再可能着做到塑。锅，示下面雄结合收电容瞎器、寨谐波底以及仇港口们用电纽的实瞒际谈密一点联自己曾的认祥识。敢搞举四、冤实施宽对策轮综合逃以上坟分析才我们驰已经虏了解背了高茎次箩谐波培对电狸力电课容器重的影留响，买谐波陶的抑姐制方演法以藏及实判际运授行中课存在按的具剂体问菌题战。涛同时袖我们武也知哥道高通次谐贱波佳并非原仅誉对逝电力死电容领器造秧成危浸害和布影响宁，谐蛮波对忘电力吐系统嘴中的钞其它棋设备耗同样倍存在垫危害伯和影瞎响。厉那么叠如帐何才叮能解易决好猜谐波储的影川响与宫危害封问题窑呢，潮通过联上面剖的分燃析我怪们已趁经知启道，愚任何如一种赛固定畅电抗套率的需电抗炼器都祸不可详能对沟多次害谐波进都能窑起到事很好阅的抑低制作亡用，损并且担谐波雨一旦细大量晓流入等电力桌系统线危害救其它婆设备稀，滤影响店同样揉严重政。因裁此我侧们必惑须综福合地折考虑另无功咱电容捎补偿刷设备裂对谐其波的狼抑制贼与对颠系统灰其它皇设备辜的影能响问午题。赤根据决国家秀电力忌电容查器设瓶计制理造规虑范纯，扔电力悦电容镜器设坏计制类造中盼已经蓄考虑管了一踏定谐奉波分雅量偏影响调。峰综合币考虑侄港口蛋电力滥系统桃安装岁并联旱电容锄无功该补偿戴设备馅是为笋了疮实施去无功廉功率夹补偿慰的主拣要倍目的堤，正因此匆笔者脱认为抽，港迁口寿电力文系统寒并联廉电容起器顾的祸防谐渣、抑袭谐串垃接电孙抗器毙不必笔考虑籍，同抢时也旧不可页能达敢到一睁个完洒全理掩想的球状况境，趁串接瑞电抗辞器的贫电抗趴率泉应妙在保知证赶电力旺电容弯器不桂受损物害的担情况察下，冰尽量职多吸位收一译些阶系统糕中的宴谐波赢电流鼓减小匙谐波犯对系肠统中供其它砍电器君设备陷影响恳。因殖此详笔者优建议湾港口婆电力忘系统飞的防协谐煤、妨抑谐蒜应按格以下览原则辆来实现施：龟1、瑞在保蝶证电披力电雾容伙器不决受损副害的茧前提屈下，惠并联可电容尾器串告接电福抗器险的电豪抗率值绪宜千适当疯选择代一个凶下限进，尽颜量避充免注浸入系首统的源谐波饥电流威过大斗，从具而给络系统我中其倦它设粱备和晒电网生带来岁不利特影响专。戏2.烦根据牛规范含，在闲电容佣器允于许过笛电流非、过被电压斩等范胁围内蚊，允待许电芒容器页吸收仓一部杯分谐言波，辫以减肉少谐副波过进多进贿入系罢统造健成损烟坏。景3.梳对于德港口段大型链门机段、集绒装箱栽岸桥析等大述型设肥备和肠主要页谐波钻源宵等姿应实揉施就耽地治访理垃和补沉偿族，避鹿免过云高和役超标宿谐波摆流入斜系统厌，给伟港口肺电容雹补偿傍设备尽和其吹它设疲备造纹成影香响妻。喜播4固.血对于统系统街中相分对复骂杂而说又难允以控竞制流膨入雅的谐悠波问趋题，乞通过势测试渗分析洁，可诱以采辰取滤廊波僵、复抑波翠相结贡合的杏治理贡方案桨进行驱解决演。朱5、绩对于蜂准备竹购置做的新旨设备惹或牛新建钟的变更电所御