机场助航灯光供电系统电力谐波分析与治理方法

尹传乾

（湖北机场集团襄阳机场公司，湖北 襄阳 441000）

当前我们机场所使用的正玄波调光器还处于一个发展阶段，机场的助航灯光所使用的调控器还是以可控硅调器为主，这种调控器可以对机场电站的电压进行斩波，从而改变电站的电压，达到最终的电流稳定输出的目的。但是在此种调控器的使用中，不可避免地会产生一些谐波，这种谐波对机场多种设备运行造成不利影响，已经成为当前业内专家与技术人员的重点关注问题。

1 谐波所产生的原因与危害

谐波产生的主要原因是电力系统中的设备出现负荷的非线性特征，这种负荷对电压与电流产生一定影响，不利于电压、电流稳定运行与输出，使电站的整体工作频率被干扰，使电流因为不成性关系进而造成波形畸变。谐波是一切非线性负载产生的主要原因，而可控硅调光器的运行原理与运行方式，成为机场助航灯光系统中主要产生谐波的方式。谐波出现使机场的整个供电质量发生变化，使电站供电质量处于下降趋势。也不利于用电设备的环境稳定。对机场助航灯光电力系统带来的主要表现方式为以下几个方面：

（1）设备损耗。机场助航灯光系统在运行中产生的谐波，对周围的电力系统、电网以及用电设备都具有一定影响。不仅会降低设备的使用效率还会增大电网的线损与用电量。在相同的用电系统中，谐波产生会造成电缆、电线的过热现象。大量的谐波会使线路发生损坏，甚至是火灾，也是用电的设备损耗增大，不利于机场的整体运行。

（2）设备局部发热老化。在谐波产生的过程中常伴随大量的热量，这部分热量使机场的发电机组受到影响，使设备出现异常发热情况，还会对电缆、电器产生绝缘老化，很容易在设备运行中发生击穿现象，使设备的使用期限被缩短，加大机场设备资金投入。

（3）系统受到干扰。在系统中如果存在大量的谐波电流，在设备运行中，会使设备整体运行发生故障，使继电保护装置不能起到应有的效果。电子器件因为受到谐波的影响，会使设备出现失误的指示，如果机场助航灯光在开启的过程中，出现中断现象，很容易引起安全事故，所以要加大对谐波电流的处理，将低谐波电流的影响。

（4）使设备之间出现共联谐振。机场助航灯光光供电站系统中，安装了补偿电容器，谐波电流产生很容易使多个设备之间出现并联谐振现象，这也使谐波电流不断被放大，造成过电流，引起设备之间的相连部分被损坏，不利于设备持续运行。

2 机场助航灯光系统中谐波治理

既然机场助航灯光供电系统中电力谐波出现是不可避免的，为了使整体机场运行与安全得到保障，就要对产生的问题进行具体分析，使谐波电流产生的危害得到有效的治理。使机场设备运行符合相关规范，那么当前所要研究的问题，就是机场灯光站供电系统电力谐波问题有效的治理方式。在研究谐波电流治理问题中，还要注意治理问题的目标。也就是使电流符合国家标准，确保注入接电的谐波电压，在治理中，对这两个问题要兼顾。

（1）机场助航灯光电站谐波治理应用。自机场建立应用以来，对于机场的谐波处理问题研究不够深入，这也使机场对谐波电流造成的影响问题不能及时发现，使一些机场因为谐波的影响造成变压器出现故障，使绕组对地击穿。这种现象频繁出现，机场将谐波的影响重视起来。随着机场的不断建设，对灯光站负荷加大，使机场发电机组出现带载能力不足情况，当进行机场助航灯光调解时，发电机组不能持续供应所需要的电力，使整体处于失调状态。这也使大量谐波影响加剧，使机组出现振动，最终导致调光器出现故障。这是大量的谐波出现，使谐波影响油机供电，造成整体的功率低下，油机使用受到限制，使输送功率发生严重不足现象。在此种情形之中，可以采取双路电源的供电形式，使电源之间互为备用，对于应急的发电机额定电压进行处理，对其中低压部分进行补充。同时对机场助航灯光调节器所产生的谐波进行管理，实现谐波数据的实时监测。在监测过程中，使用专业设备实行实时监测。对其中的不同谐波进行记录，根据谐波的实际情况进行方案选取。像是电容器与系统中的谐波共振问题，这种共振问题会导致谐波整体被放大，放大几倍甚至十几倍。所以，在此种情况下，要进行滤波器建设，利用滤波器的补偿作用，分别对安装的电流互感器进行检测，及时的检测谐波电流的大小，并采取准确、有效的治理方案。对于其中存在的联锁，要在母线段工作投入时进行应用，不使两台滤器出现重叠的工作问题。

（2）节点位置更改。在进行机场后期施工管理时，要加大对机场施工现场的低压配电柜。在节点的位置上进行适当改动。对电容柜的CT 检查点上端安装滤波柜。将谐波电流注入其中，降低对电容柜显示数据的影响。另外，对电容柜进行数据的采样，根据机场助航灯光电力系统，在进行谐波处理前，柴油发电机组并没有投入到实际使用中。这也使整体的功率因数较为低下。若想更好地在节点位置上对波柜进行补偿，那么也可以在实际使用中利用其它手段来避免该问题存在。

（3）谐波治理效果评估。经过一定的时间的治理，谐波电流的畸率产生很大变化。根据治理所反馈回来的数据。经过滤波器处理后，电流畸形出现的情况得到有效的控制。对于谐波的滤除效果良好。使产生的谐波95%被过滤去除。整体设备的功率得到明显的改善。使用电设备整体使用率被逐渐提升。用电的效率得到有效的提升，也是变压器、发电机的供电容量得到了提高，解决了系统中的发电机过大负荷问题，使机场的灯光站谐波的问题得到治理，达到了预期工作效果。

（4）谐波治理可以带来经济效益。对于谐波治理后带来的经济效益问题，要在今后的工作中，根据具体情况来进行长远的分析。也就是说对于谐波治理后得到的经济效益，分别为直接的经济效益以及间接经济效益。

直接经济效益。直接经济效益，也就是指当谐波电流得到治理后。使设备的整体运行效率得到提升。没有谐波电流带来的过热问题，也降低设备出现的故障与老化问题。直接降低谐波带来的经济损失。使变压器对电流的调节力度强，提升供电设备的电流输出率，使设备稳定运行。

间接效益。谐波被治理后所到来的间接效益，指的是变压器寿命得到延长。延长了机场整体的电力系统设备的使用期限。降低机场助航灯光照射出现的失误指示，进而降低对设备的维修费用，使设备可以具有持续的运转能力。

（5）节能效果的评估。在谐波被处理后，谐波得到有效的控制，降低在设备使用过程中产生谐波，使电网能够稳定运行，降低电网被污染的概率。还可以使机场整体设备比进行低、无功率的耗损，降低对能源的消耗以及浪费。能源是社会共有的财富，降低能源的消耗使多个行业持续发展，也是每个企业本身的责任与义务。在整体的数据监测过程中，对谐波的处理进行客观的评估，对利用滤波器前后的谐波产生进行对比，可以明确地看见谐波产生的变化。利用滤波器使用过程中带来的数据变化，进行平均值计算。 将数据与正常节能效果进行对比，也就是在同等负荷情况中，实现二者比较。使整体的节能效果可以直观地展现出来，谐波的有效治理不仅使机场助航灯光稳定的运行，更可以去除供电系统中谐波带来的负面影响，使机场对设备维修资金降低，节省社会能源，降低对社会造成的污染，实现可持续发展的生态理念。

3 结语

在谐波的治理工作中，对于调光器在设计中进行谐波的处理显然是最有效、合理的。但是在目前看来，这种情况还是比较难以实现的。所以当前阶段对谐波处理，绝大部分是后期的管理。子对每台的调光器进行滤波装置的安装。这种方式，效果是明显的。但是，所需要费用较高，使整体成本加大。也不符合当前的发展。所以在谐波管理现场中，进行节点的改变，也受到一定施工技术的限制。所以，对于谐波治理，首先要考虑的治理方式还是电容补偿治理。这种治理方式，可以在多个环节对设备管理进行统筹。电容补偿方式，施工的难度较低，对谐波的过滤效果优良。选择正确的谐波处理方式，可以维护机场的运行与乘客安全。