机场电力系统谐波治理与节能分析

苟文渊

（成都双流机场股份有限公司 610202）

0 前言

时代在不断变迁，随着科学技术的不断进步，人们生活水平日益提升，电力资源充当的角色越来越重要，越来越多的非线性用电设备在电网中投入使用，导致电网的谐波含量不断增大，大大增加了电网的附加损耗，干扰电网的保护装置及自动化装置的正常运行，威胁电网的安全运行，影响电能质量。机场需要考虑电力系统的稳定性，特别是随着机场电力系统自动化程度越来越高，更多的变频设备在机场中应用，谐波污染的问题越来越严重，所以治理电力系统的谐波任务异常繁重。

1 机场电力系统的主要谐波源

机场电力系统的谐波来源广泛，主要包括照明系统例如荧光灯，LED节能灯等单相谐波源负载会产生大量的三次谐波，非常容易导致中性线电流过大，严重的会引发火灾；变频调速设备例如空调等，三相变频类用电设备的具体工作模式是结合六脉动变流器的具体情况进行调整的。捷运系统的机车在运行过程中是依赖交流变直流进行牵引的，期间会有大量的谐波出现；行李系统是机场内部较大的系统，由上万台电动机组成，并且每台设备向电网内部注入的谐波电源比较小，但是由于数量庞大，叠加起来的谐波也是比较大的，特别是在航班任务繁重的情况下，产生的谐波对电力系统造成的冲击比较大；动力系统主要有变频调速设备组成，在变频过程中也会有高次谐波产生；这些谐波的来源不同，但是对电力设备的运行稳定性却都能产生较大的影响，所以机场方面必须就谐波问题引起高度的重视。

2 谐波的危害

对电力网络来讲，谐波是一种严重污染，对电力系统以及系统中的电器元件会产生直接的影响，导致过负荷，附加损耗等，还会对用电设备造成直接的损害。主要表现在以下几个方面。谐波对电容器有严重的影响，导致电网和补偿电网无功功率的并联电容器出现串联谐振；谐波对断路器以及剩余电流动作保护装置等会产生干扰，导致据动现象的出现，高次谐波组成较大的时候会使得断路器的分断能力下降；谐波过大的时候影响电能计量表的准确性；由于谐波的存在导致与补偿无功的电容器出现谐振，造成谐波过电压或者过电流现象的出现；谐波电流使得配电线路的损耗增大，影响输电能力；谐波导致电动机产生损耗，降低使用效率。

3 机场电力系统谐波的治理

针对捷运系统、行李系统、助航灯光系统的谐波进行治理，每一个系统的谐波情况不同，捷运系统及行李系统的供电系统相对比较独立，所以受到其他变电站负荷的影响较小，目前机场电力系统进行谐波治理的时候需要有两种措施，预防性的谐波治理，该种治理方式仅能治标却不能治本；从谐波源头出发，进行治理。

3.1 捷运系统的谐波治理

捷运系统由若干个牵引变电站组成，每一个变电站都配有牵引变压器，这些变压器能够为捷运系统的负载提供电能，每一个牵引变电站又包括两个变压器，当捷运系统有车辆通过的时候，对变电站内部的牵引机车及UPS控制系统的电源谐波进行测量，总谐波的畸变率越高，谐波影响越大。捷运系统的牵引系统和控制系统共用一台变压器，在具体运行过程中，由于控制系统需要较高的电压要求，如果变压器的选型与控制系统的电压要求不相符的时候，就会导致牵引系统启动时产生电压波动。为了提升捷运系统控制系统的电源质量，进行控制系统的电源改造，这是解决谐波干扰的关键举措，将谐波干扰的供电线路进行调整，解决系统输入电压过高，输入电压波动的问题，消除谐波的干扰，保障控制系统的用电稳定。

3.2 行李系统的谐波治理

结合行李系统的谐波特点及具体的供电情况，可以考虑安装有源电力滤波器，在低压侧就地补偿系统谐波，行李高速通道口位置安装有源电力滤波器，经过大量实践证明，能够将行李托运系统中的谐波电流有效地消除，使得电网中的谐波电流满足国家既定的标准。

3.3 助航灯光系统谐波的治理

针对助航灯光系统进行谐波治理，选择合理的滤波器，正确的进行滤波器的安装和使用是关键。通常有以下几种处理措施，有源电力滤波器，该种滤波器产生的幅值一致，相位相反的谐波电流将待治理谐波抵消，并且不受负载变化的影响；无源电力滤波器，有LC等元件构成，可以将相对应频率的谐波电流进行分流，但是该种滤波器只能将固定的谐波滤除，当在静态环境下治理的时候会出现负载率较小的情况。

4 机场电力系统的节能分析

4.1 不断提升配电系统功率因数

提升配电系统的功率因数减少功率消耗，主要通过以下措施完成，降低用电无功设备的损耗；设置静电电容器，就电能的损耗进行补偿。

4.2 选择合理的变压器

供电系统的电力传输是借助电压转换完成，电压转换需要变压器的支持，由于变压器的运行时间较长，所以从变压器方面考虑节能可能性比较大，合理的选择变压器设备，降低变压器的损耗，减少电能的损耗。

4.3 选择合理的电动机

电动机实现节能的关键在于促进功率因数及工作效率的优化，在实际生产过程中选择合理的电动机，当需要增加电动机轻载的时候可以通过调速变频设备控制电动机的运行速率，减少电动机的空载和轻载，实现电能节约的目的。

5 结语

综上所述，机场电力系统中的谐波来源广泛，并且对机场的运行安全有直接的影响，所以需要就谐波的来源和危害进行明确，然后针对性的采取解决对策，减少谐波对电力系统的影响，并且积极采取有效地节能措施，促进机场电力系统供电的有效性。

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