谐波对港口电气设备的影响分析

谐波对港口电气设备的影响分析

李树宝

辽宁港口集团有限公司，辽宁 大连 116000

摘要：随着科学技术的发展，越来越多的电气设备应用到港口工作中。在电气设备的使用过程中，谐波会对其正常运行产生一定的影响。不仅会损坏电气设备，还会影响端口内部网络通信系统的正常运行，严重阻碍端口的正常生产活动。因此，我们必须采取相应的措施来改善这种状况。本文将深入分析谐波对港口电气设备的影响，找出谐波产生的原因，探讨减少谐波对港口电气设备影响的改进措施。

关键词：谐波；港口；电气设备；影响分析

1 谐波概述

一般来说，在电力系统运行过程中，会出现谐波的情况。而谐波正是用大于基频的积分倍的傅立叶级数来分解周期非正弦交流电。它通常被称为高次谐波，基波是指其频率与工频(50hz)相同的分量。产生谐波的原因主要有三个方面:一是电源产生的谐波。二是输配电过程中产生的谐波。三是电力设备产生的谐波

2谐波产生原因

根据上述谐波的具体概念，可以得出谐波的存在实际上是一种非线性电力负荷。在港口电气设备运行过程中，这种电力负荷的影响会引起基波电流的畸变，从而产生电力谐波。在港口电气设备的实际应用中，产生谐波的主要因素有三个。一是第一个变压器电气系统可以产生谐波在正常使用过程中,第二个是充电所产生的谐波源端口在实际使用过程中,第三个是整流设备的电气系统端口可以产生谐波的过程中使用。在港口电气设备的运行中，产生谐波的三个因素是最常见的。

2.1变压器产生谐波

变压器运行时，铁心内部会产生磁化曲线和饱和状态。在设计变压器时，出于经济性的考虑，在充磁曲线的饱和阶段选择工作磁密，会导致变压器产生的充磁电流出现峰值波形，这是一种奇次谐波。影响变压器谐波产生的主要因素是变压器的磁路结构和铁心的饱和程度，谐波的大小随铁心饱和程度的变化而变化。

2.2港口电气设备应用过程中，充电光源应用中存在的谐波

在港口电气设备、照明设备是一个非常常见的一种电气设备,通常我们的港口在操作的过程中会选择收费的气体放电形式光源照明电气设备的来源,但在实际应用过程中,充电光源的稳定性和连续性没有太多优势,这主要是因为充电光源中的光源是一种非线性光源，这就决定了它的不稳定性。为了有效克服这一问题，为了有效降低港口企业照明系统在运行过程中的负伏安特性，铜创采用电感串联方式。

2.3办公设备产生谐波

随着网络信息技术和计算机技术的发展，港口日常办公也需要计算机的辅助。而办公需要使用的这些办公设备都是由电源开关控制的，使用电源开关控制办公设备在产生谐波的过程中。也就是说，港口日常办公中使用的办公设备越多，产生的谐波量就越大。

3谐波的影响分析

谐波对电力系统的危害主要分为直接影响和间接影响，其中直接影响主要是对系统元器件、测控装置等电子设备的损害。系统组成主要包括四种补偿装置，旋转电机、传输线和变压器;测控装置主要包括电气计量仪表、继电保护和自动装置三种，而电子设备主要是指微电子装置。如果谐波干扰了附近通信系统传输的信号，则属于间接影响。它的危害体现在以下几点。

3.1电气设备在谐波作用下不能正常加热，附加损耗过大

虽然谐波电流与基波电流之间存在较大的间隙，但谐波的存在会加剧设备的集肤效应。在感应有效电阻集肤效应的过程中，电阻值也会增加。对于一些特殊设备，涡流损耗和磁滞损耗也可能很大，如带铁芯的电气设备。波形畸变到一定程度形成较大的尖峰波会引起局部放电强度的增强，在这种高消耗的情况下，很容易降低电气设备的使用寿命。

3.2谐波电流会对电子电气设备造成较大的误差，甚至造成电子电气设备的故障

谐波电流和谐波电压一般通过磁感应、电容耦合、电磁感应和电传导影响通信和通信设备，而磁感应、电传导、电磁感应和电容耦合对低频信号的影响较大。例如，变流器等电气设备在相变过程中注入的高压脉冲谐波频率更高，甚至高达1MHz。这些谐波频率会影响通信设备和通信线路的正常运行，导致通信系统瘫痪。

3.3影响供电系统可靠性

供电系统的可靠性是港口提供优质服务的基本条件，在港口供电系统中安装电磁继电保护装置时，必须考虑谐波干扰，否则会受到电力系统电力谐波和自动装置误动或拒动的影响，导致继电保护装置不稳定，降低继电保护的可靠性。这种影响进一步扩展到整个供电系统，供电系统将失去选择权，降低供电系统的可靠性。此外，港口的正常生产活动也受到不利影响。

4谐波的综合抑制措施

4.1无源滤波器的安装

无源滤波器由L和C元件组成。设计的L和C电路在一定的谐振频率下表现出低阻抗(与系统阻抗相比)，并吸收谐波电流。这种滤波器往往连接到变压器二次侧的出线口，使变压器一次侧的谐波分量也非常小，从而达到控制谐波的目的。无源滤波器具有投资少、结构简单、运行可靠、维护方便等优点，但也有一些缺点，即滤波器容易受到系统参数的影响，并有放大部分次谐波的可能性。

4.2积极选择并应用新材料

电气设备使用的材料通常都具有对谐波的抵抗性，为了对谐波对设备的影响进行有效的控制，我们可以选择使用对谐波抵抗性更高的新材料。在新材料的选择和应用中，需要重视材料的性能，保证新材料的使用不会对电气设备的功能造成影响。用这种方式来较少谐波对电气设备影响，还能够抑制谐波的产生过程，减少电气设备谐波的量。在应用新材料的过程中，应该采取循序渐进的方式，从小型电气设备做起，逐渐的向大型设备发展，最终将新材料应用于整个港口供电系统中。

4.3管理抑制技术

除从技术方面采取有效措施消除和减少谐波外，还应从管理的源头对谐波进行控制。(1)供电部门要从整体出发，对整个电气设备系统进行具体规划，并通过一些措施对其进行管理和监督。在这个过程中要注意对尚未投入负荷的谐波设备进行检测，同时对已投入运行的谐波源负荷进行检测，并安装滤波装置。(2)在管理过程中，要适当运用经济和法律手段，这就要求相关部门改变“先污染后治理”的观念，加强对相关污染指标的控制。

结束语

综上所述，电子电源设备的使用使人们的生活变得更加方便和高效。然而，大量电力电子设备的使用也预示着谐波的危害。总之，治理谐波是一个漫长的探索过程，只有各方面都严格按照国内外公布的相应规范和标准，才能有效降低谐波的危害。特别是在设计阶段应采取有效的设计方法，配置合理的补偿容量和补偿设备，积极进行谐波治理，以降低电能损耗，保证电气设备的安全稳定运行。

参考文献：

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