污水处理厂低压配电系统谐波分析与防治

返回列表来源：领步电能质量发布时间：2016-04-08分享加入收藏关注：-

         近年来，市政工程中使用了大量的非线性设备，由于非线性设备的使用而产生的高次谐波所造成的影响越来越大。在污水处理厂中，除了动力负荷外，为保证整个水处理流程正常可靠的运转，厂内还有很多控制、监控、通信、照明设备，其中大量非线性设备的运行必然产生谐波。如何降低谐波对配电系统的污染，减少谐波造成的危害，如何创造一个安全又经济的低压配电系统环境已经成为一个非常值得关注的问题了。

污水处理厂内各系统谐波源分析

         污水处理厂内强电、弱电多个系统并存，高压、低压多种电压等级并存，交流、直流多种供电制并存，所以有效抑制谐波电流、创造更好的电磁兼容环境，是保证水处理流程正常运转的需要。

         污水处理厂内存在大量非线性电气设备，归纳起来有以下几种：

         1、变配电室直流屏

         在污水处理厂有变配电室自用电的直流屏。此类设备含有高频开关整流（三相桥）模块、充电器等，所以会产生谐波电流，主要产品5、7次谐波电流。

         2、风机、水泵用变频控制器和软启动器

         功率较大的风机和水泵均配置了变频控制器或软启动器，以达到改善启动条件及运行节能的要求。变频控制器一般采用三相桥式整流（6脉冲），主要产生5、7次谐波电流。

         3、弱电系统电源

         污水处理厂内弱电系统很多，有设备控制系统（PLC控制）、厂区通信系统、厂区监控系统等。许多的电子设备大都使用开关模式电源，从而使各弱电系统内产生大量的3次及高次谐波。

         4、气体放电灯（高压钠灯、荧光灯等）及镇流器

         为满足照明节电及照度要求，污水处理厂中办公管理用房均采用荧光灯，处理构筑物大都采用高压钠灯，厂区道路照明大都采用节能灯或高压钠灯。

         气体放电灯，电路中含有电弧，电弧的负阻特性（电弧电阻随电流增大而急剧减小）产生谐波电流。这些光源的电子镇流器功耗低，可提高光源寿命，所以在污水处理厂的照明系统中大量使用。电子镇流器在整流后，再将直流逆变为高频交流电，在此过程中产生谐波，主要以3次谐波为主。

         5、检修电源

         污水处理厂内的检修作业，难免产生电弧。电弧的负阻特性会产生谐波电流，但由于产生电弧的检修工作时间很短，所以对电网影响很小。

谐波电流对污水处理系统的影响

         1、变压器

         谐波电流容易导致变压器的铜损与铁损增加，引起绝缘介质老化，从而缩短变压器的使用寿命，且由于谐波电流的存在，会降低变压器的利用率，增加投资成本。在污水处理厂的低压配电系统中，其变压器一般采用三角/星形的接线方式，也为零序谐波在一次侧绕组中提供环流通路，以对3次谐波向电源端的传导进行抑制。但这种接线方法无法阻止其他频率的谐波传导到电源端。

         2、电动机

         谐波电流的存在会导致电动机耗损不断增加，使线圈温度上升，从而缩短了电动机的使用寿命。特别是负序谐波的存在，对电动机的危害更大。而在电动机中，5次、11次谐波均属于负序谐波，其产生的反向旋转磁场容易导致电动机的转矩下降，和正序电流一起使电动机震动并产生噪声。谐波电流使电动机的功率降低，为了保证电动机的输出功率，就要响应增加输入电流，导致功率损失。

         3、电容器

         在降压变配电室的0.4KV母线上安装有电容器补偿柜，它可以提高配电变压器的功率及利用率。因并联电容器容抗与电流频率呈反比，电容器组对谐波电流可表现出对谐波进行吸收的作用。因此电容器组具有滤波作用。但是谐波电流的存在就会导致电容器过流发热甚至击穿电容，从而缩短电容器的使用寿命。

         4、电线电缆

         在正常情况下，线路电缆中的谐波含量并不会影响线路的升温，但是在谐波电流放大时，如线路中的5次、13次谐波放大，当放大倍数较大时，就会对电缆线路升温造成影响，从而导致电缆局部温度过高，容易引发火灾事件。

污水处理厂低压配电系统谐波的防治措施

         1、采用带电抗补偿系统的变配电室电容补偿

         一般情况下，谐振频率不应超过电路中含量较多的低次谐波，且串联谐振电路会对超出谐振频率的谐波呈感性，对于低于谐振频率的基波呈容性，使谐波现象得以消除，实现电容补偿的目的。

         2、合理增大低压电缆和低压柜中母线的中性线截面

         污水处理厂在使用带电抗器的电容补偿装置之后，能有效降低变压器的损耗，从而提高其利用率。但在低压配电系统中，非线性负载电缆与低压柜中仍然存在大量的谐波电流。因此为了避免因中性线过热导致事故，还需合理增加中性线截面。

         3、为低压配电系统增设有源滤波装置

         有源电力滤波器（简称APF）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行实时动态补偿，是多领域配电系统治理谐波、提高功率因数的针对性选择。北京领步公司依托自主研发的技术，自主研发生产的LBAPF系列有源滤波器，能够针对多种类型的谐波负载及配电领域进行更有效的谐波治理，了解更多产品信息及相关案例，您可点击下面图片信息：

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