广播电视工程中无功补偿与谐波治理探讨

李 颖

（烟台广播电视台，山东 烟台 264003）

0 引 言

作为广播电视工程发展及运行中的重要方面，无功补偿与谐波的治理始终占据着关键地位。无功补偿与谐波为广播电视工程带来的危害极为显著，所造成的负面影响不容忽视，因此必须采取可靠技术措施予以应对处理，提高广播电视工程的整体效率。

1 概 述

当前，经济发展节奏持续加快，人们获取信息的渠道趋于多元化，广播电视工程面临着新形势、新任务以及新要求，需要用新理念与新方法解决工作实践中遇到的新难题。广播电视工程在电能质量方面具有严格要求，但由于非线性负载等问题的存在，容易导致电能质量失衡，影响广播电视正常效果，必须通过采用特定设备与技术方法，优化低压系统的电能质量，降低线路损耗，妥善处理无功补偿与谐波治理问题。实践表明，发射机房是造成广播电视线路谐波的最大因素，因此采取有效技术方法严格治理谐波问题，降低谐波对各类设备的危害程度，对无功设备进行有效补偿，提高广播电视节目播出质量，具有极为深刻的现实意义[1]。

2 谐波的产生原因分析

2.1 谐波的产生

谐波是一种应用在电子信号传播中的波束类型。电子信号通常采用频率化的管理方式，信号中存在电流波段，波峰与波谷成为该种方式的客观存在，导致谐波的产生。谐波属于不规则的电子信号，其产生存在显著的随机性特征。谐波的产生与存在增加了电子信号的辨识难度，影响广播电视效果与质量[2]。当前，谐波治理的技术措施通常依靠特定设备进行，需要通过无功补偿的方式消除谐波影响，保证电子设的备运行质量[3]。

2.2 谐波的产生条件

广播电视的部分设备故障问题容易造成谐波出现，使信号传递受到影响。在信号传递的出入口，谐波信号通常有不同的信号数据，其显著性最为突出的便是谐波。光学内容与电波内容在流经某些特定设备时，势必会导致信号损失或干扰。电子信号设备的任何一个电磁效应均存在影响谐波信号的可能[4]。此外，谐波的产生条件还包括电波负荷问题，部分电波负荷较重，其所包含的数据量相对较大，导致不同数据之间出现混乱。除上述条件外，如下几种情况同样会造成谐波，一是对部分电路开关电源的应用不合理，尤其是部分容量相对较大的电气调节设备；二是设备内部结构存在铁芯电力装置，如电抗器等；三是在电弧作用下工作的电力设备，如放电灯等[5]。

3 广播电视谐波产生的危害

3.1 对电力系统设备的危害

广播电视谐波可对电力系统的稳定性与安全性产生直接危害。若电路中的部分电气设备未能按相关程序进行正常启闭，设备功率将会受到严重影响，降低电气设备的电压负数与有功功率，这对电容补偿具有较高要求。若谐振电路与谐振电流电压提高，则与其相对应的小电流电压也会随之提高[6]。部分广播电视工程对谐波的重视程度不够，忽视其对电力系统的潜在危害，变频器配置不合理，且运行状态不佳，维护管理失效，导致电路电压增大，电容补偿中的电压和谐波电流相互相应，最终造成电力安全事故[7]。

3.2 使设备的功率降低

在电力系统运行中，电力设备的运行功率极为关键，必须予以高度重视。电力系统的运行会导致谐波出现，进而造成电气设备的热能损耗，使电气设备在工作过程中的温度升高，功率降低。广播电视谐波的存在对变电器的影响极为突出，这是由变电器在电力系统中的关键地位所决定的。通常情况下，变压器按照连接形式可细分为三角形和星形两种类型，无论对哪种连接形式的变压器，谐波均会在绕组中形成环流，使其温度升高，造成电容量增加，影响设备的正常运行[8]。

3.3 对电力电容器的影响

除上述情况外，广播电视谐波的存在对电力电容器的影响同样极为明显。谐波通过电力线路，电压升高，在提高电力电容器运行能耗的同时容易加快电力电容器的老化进程，久而久之缩短其使用寿命。此外，若谐波振动频率较高，则需要更多的电流量作支撑，使设备问题骤增，造成电力电容器损毁。

4 广播电视工程中无功补偿与谐波治理方法探讨

在广播电视工程无功补偿与谐波治理过程中，需要在权衡考量无功补偿的基础上妥善掌握谐波治理，使二者相辅相成，相互促进。在工作实践中，通过采取被动治理策略对单纯电容补偿进行技术改造，配置滤波装置，这种方式具有良好的实用性，便于后期维护管理。

4.1 无源滤波器

运行状态下的电力设备，根据检测采集数据，其线路系统往往会出现不同类型的谐波，科学估算电阻、电容等数据，通过对比分析不同参数形成最优化的滤波处理装置。在这思路的引导下，对于低压系统的处理，采取并联的方式进行整体线路的布局，这种处理手段在科学消除谐波的同时还能够形成无功补偿。从过往经验来看，基波频率和谐波频率的作用下，LC内部形成无功电流或者相关阻抗，从而导致功率因数的增加。整个线路内部的容量始终保持在合理的状态，技术人员在实际的技术处理环节，主要通过整流器和变速传动器等装置进行电流畸变的控制，并防止过载的电气设备。对于部分规模不大的广播，考虑到用电负荷较低，在整个负荷控制环节往往可通过单一模式的变压器作支撑。利用UPS组件和变频器等设备，在运行过程中形成的电流会逐步发生紊乱，这种情况下如果没有得到妥善处理，势必造成电网损伤。因此可以采用集中治理的方式，对整个线路设备开展滤波处理，通过恰当的滤波处理方案，减少线路损耗以及设备干扰，进而降低电能需求，实现节约电能的预期效果。在无源滤波器应用过程中，需全面客观了解配电系统中各个用电设备的实际情况，合理确定谐波分量，选择相应电抗系数的无源滤波器补偿设备[9]。无源滤波器示意如图1所示。

图1 无源滤波器示意图

4.2 有源滤波器

有源电力滤波器有赖于自关断电力电子器件的实际效用，实现了补偿电流向交流电网的转换，通过所负载谐波电流大小有效抵消谐波电流的影响。为确保低压配电系统的安全状态，需采用其电力电子变流器的快速响应性和高可控性，起到动态跟踪和及时滤波的作用。在谐波相对严重的状态下，进行无功补偿和谐波治理可采用有源滤波器方式，即在原来TCR+FC的基础上增设一个有源滤波器，通过变压器的串联结构，使得谐波源与电力系统之间可以进行有效互动。这种设计方式不仅操作难度较低，而且对谐波有较强的隔离作用，具备较强的操作性，从实际情况来看可以较好地达到消除谐波的目的。有源滤波器工作原理如图2所示。

图2 有源滤波器工作原理示意图

在实际应用环节，现有的有源或者无源滤波器均有着一定的弱点与不足。例如，当无源电滤器参与线路运行的过程中，需要技术人员做好设备的针对性调整，以保证线路的高效运转。基于过往经验来看，技术人员可以采用就地滤波的方式，通过无功补偿的手段对原有的线路设备作出系统的调整，以保证整个线路的稳定，避免发生线路故障等系列问题，在满足广播电视工程实际需求的情况下可予考虑[10]。补偿谐波电流的等效原理如图3所示。

图3 补偿谐波电流时的等效原理图

5 优化无功补偿与谐波治理的对策

5.1 建立无功补偿与谐波治理规则体系

结合当前广播电视工程的客观实际需求，建立健全完善的无功补偿与谐波治理规则体系，明确具体流程，将所有影响无功补偿与谐波治理的潜在影响因素纳入其中，实现集中统一管理，为无功补偿和谐波治理具体方案与策略的制定及实施提供可靠依据与基础保障，动态化检查无功补偿与谐波治理规则体系的运行效果，突出其约束性与导向性价值，对其中不符合广播电视工程需求，不符合经济社会发展趋向的规则条款予以修订，始终保持其基础性导向作用。

5.2 运用信息化手段丰富无功补偿与谐波治理方式

搭建基于计算机技术与软件技术的无功补偿与谐波治理信息平台，充分运用现代数据分析技术等，将现代科学技术方法转换为提升无功补偿与谐波治理成效的重要驱动力，丰富无功补偿与谐波治理的方式方法。摒弃传统保守陈旧的无功补偿与谐波治理模式，突破僵化固化无功补偿与谐波治理流程的阻碍与桎梏，牢固树立信息化环境下无功补偿与谐波治理的新思维、新理念，运用新型信息化手段解决无功补偿与谐波治理中的常见难点问题，做到信息互联互通，防止出现信息孤岛等问题。

5.3 提高无功补偿与谐波治理技术人员综合素养

定期组织无功补偿与谐波治理技术人员参加专项培训与学习，由业内专业人士为其讲解新形势下无功补偿与谐波治理的基础理论知识，形成全面系统的无功补偿与谐波治理知识架构体系，为破解无功补偿与谐波治理难点问题奠定基础。设定无功补偿与谐波治理的具体行为规范与目标任务，强化无功补偿与谐波治理人员的实操技能，熟练应用精细化、集约化以及全面化的治理手段。此外，牢固树立无功补偿与谐波治理中的责任意识、风险意识以及创新意识，自觉规范行为方法。

6 结 论

受技术方法、管理模式以及运行理念等方面的影响，广播电视工程无功补偿与谐波治理实践中依旧存在着诸多方面的缺陷与不足，制约着广播电视工程整体效果的优化提升。因此，有关人员应该从广播电视工程的客观实际需求出发，充分遵循无功补偿与谐波治理的基本规律，创新治理理念，优化治理措施，强化质量效果，为保障广播电视工程事业持续健康稳定发展奠定坚实基础，为满足人民群众在广电方面日益强烈的现实需求保驾护航。