谐波对港口电气设备的影响分析

张文强　张家玮

摘 要：近些年来随着港口企业对电力设备使用的广泛度增加，谐波在港口供电系统设备中暴露的问题也越来越明显。谐波不仅会损害电气设备，加剧设备绝缘、老化，还会影响电气设备运行中涉及计算机系统的正常运作，严重影响港口的正常生产、运营。基于以上，采取有效措施，降低谐波对港口电器设备的危害，提高港口电气设备的电能质量已经成为当下一件比较紧迫且重要的事情。

关键词：谐波；港口；电气设备；影响；分析

在港口电气设备中，变压器、充气电光源、整流设备等都会产生谐波，谐波会导致发电机发热、变压器频繁跳闸，如果严重还会造成火灾，不仅威胁人们的生命财产，更不利于港口电气设备的使用。现阶段，谐波问题已经引起了社会的广泛关注。文章分析了谐波对港口电气设备的影响，并提出了防止谐波的相关措施，旨在帮助相关部门实现谐波的合理防治。

1 谐波对港口电气设备的影响

1.1 对输电线路的影响

电网中的高次谐波电流会增加输电线路功能的损耗，因为一般谐波的频率都处在谐振点附近，易造成输电线路绝缘式穿击。当下的港口供电系统普遍应用电缆供电，电缆线路不仅会影响电容，还会减少感抗，在输电线路中产生谐波，继而导致绝缘击穿现象的发生，对输电线路的稳定运行产生极大的影响。

1.2 对变压器的影响

增加变压器绝缘电场，增加磁滞、漩涡损耗等问题是电器设备中存在谐波最常导致的不利影响，此外，变压器中的非对称性负荷也会对变压器造成损害，继而增加励磁电流中谐波的分量。在三角洲连接的变压器中一旦侵入高次谐波，会在变压器内形成环流，继而引发绕组发热，并最终导致变压器受损。

1.3 对电动机的影响

谐波对电动机的影响主要包括增加损耗，降低电动机工作效率等，严重时甚至会导致电机发热。因为负序谐波产生的旋转磁场与电动机旋转方向不一致，导致谐波制动电动器，继而产生电动机发力减少的不良后果。在保证电动机正常运作的情况下，复序电压会被控制在额定电压范围的20%之内，而在负序电压增大的时候附加功能损耗就会大幅度的提高。值得一提的是，当谐波电流频率约等于部分零件固有频率时，会发生“共振”现象，产生极大的震动噪音，继而影响港口工人的正常工作。

1.4 对供电系统可靠性的影响

在落实电磁式继电器保护时，若按照基波的负序量对整定值大小的决定进行安装，往往会导致供电系统自动装置拒动、误动，严重影响继电保护系统的稳定性，降低供电系统的可靠性。在这种情况下，极易造成系统故障，严重的甚至会严重影响港口企业的正常生产、经营。

1.5 干扰着电力系统正常运转

对现阶段港口运行的电力设备进行分析，会发现其中包含很大一部分设备抵抗电能能力弱，这部分设备受电力谐波影响巨大。例如谐波可以改变港区内计算机的显示亮度，使之发生波动，轻则造成显示器中所显示的图形、图像发生畸变，重则损坏机器内部元件，影响机器的正常运作，并最终影响港口企业的工作效率，继而造成严重的经济损失。

2 防止谐波的措施

通过以上讨论，我们可知谐波的存在会对港口电气设备产生诸多不利的影响，导致港口电气设备无法正常运行，严重影响港口企业的工作效率和企业效益。因此，采取有效措施改变现状，尽可能的降低谐波危害，已经成为一件非常紧迫的事情。根据相关的实践研究，相关的专业人士指出：落实谐波防治，需要从管理、技术角度出发，全面的分析问题。

2.1 强化电气设备的管理力度

在落实设备管理的时候，管理人员一定要按照我国颁布的相关法律法规严格衡量需要连接注入谐波的用户，并确保用户在安装过程中使用电力谐波滤波器，对注入的公用电网谐波进行有效的限制。

2.2 强化电器设备的技术实施力度

在供电系统中，谐波的产生是一种必然，想要降低谐波的不利影响，除了从管理的角度出发，我们还可以从技术层面出发进行相应的改造，采用相应的措施加大供电系统中短路设备及供电设备的容量，提高电压等级，维持三相负载的平衡，可以全面提高港口电气设备抵抗谐波的能力，维持港口电气设备的稳定。

2.2.1 防谐波设计原则

港口电气设备谐波防治原则主要包括如下几个方面：首先，将非线性负载放置在配电系统上游，可以有效避免谐波影响线路下游；其次，尽量使用TN-S制配电系统，以减少谐波对接地线路的干扰；再次，对大功率的电气设备应从涉及变压器的部位开始采用专线供电，以降低谐波影响；最后，注重串联电抗器的使用，以降低局部谐振情况的发生。除了上述的原则之外，相关的工作者需要明确，现下还不存在较为先进的设备或者仪器预测谐波，因此，在设计的时候需要充分考虑谐波的问题，并为滤波设备预留一定的空间。

2.2.2 防谐波技术实施

现阶段，人们在充分考虑谐波对港口电气设备危害的基础上，提出了相关的防谐波技术。防谐波技术的实施需要在改造变压器、滤波器、变流装置的基础上增加变流装置的整流相数，从而实现降低谐波影响的终极目标。在改造变压器的时候，主要依靠的是改变电流的接线方法，如三角形或星形接法。在谐波电流中落实三角形或星形接法可以有效降低谐波的传导，继而防止了谐波对整个电源系统的影响。在改造滤波器的时候，可以充分利用无源和有源的滤波器。无缘滤波器最大的优点在于可以在补偿无功功率的同时吸收谐波，减轻谐波对电气设备的损害；有源滤波器的优点在于落实了谐波的实时、动态抑制，补偿谐波电流的频率和大小。有源滤波器根据接入电网方式的不同分为串联型、并联型，根据电路组成的不同分为电流源型和电压源型。目前国内一些大型企业在实现谐波预防的时候，主要采取增加整流相数的方法来提高装置抵御谐波的能力。

3 结束语

相关的研究已经证明，谐波不仅会对港口的电气设备造成危害，影响港口工作的顺利进行，还会增加港口设备资金的投入，严重影响港口企业的生产效益。为了降低谐波的不良影响，相关部门可以充分结合文章的讨论，将相关的建议措施落实进工作过程中，以增加电气设备的稳定性，降低谐波对港口电气设备的影响，继而实现提升港口企业经济效益的终极目标。

参考文献

[1]郭子 .谐波对港口电气设备的影响分析[J].硅谷，2013（4）.

[2]陈丽，董国斌.分析谐波对港口供电系统设备的影响及对策[J].科技创新导报，2014（2）.

[3]宣友志.分析谐波对港口供电系统设备的影响及对策[J].科技创新与应用，2014（10）.