港口配电系统谐波问题及治理策略

"本文详细探讨了港口配电系统中存在的谐波问题及其影响，并提出了相应的治理策略。" 在电力系统中，谐波是一种由非线性负载产生的电压或电流波形失真，其频率是基波频率的整数倍。在港口配电系统中，由于广泛使用电力电子设备，如整流器、变频器和能量回馈系统，谐波问题日益突出。谐波源主要包括门机、集装箱岸桥等机械设备，它们向系统注入5次、7次等谐波，导致一系列问题，如变压器过热、电容器故障、功率因数下降及电缆过热。 国标《电能质量公用电网谐波GB/T14549-93》提供了谐波的定义和衡量标准，如总谐波畸变率(THD)，用于评估电能质量。THD反映了周期性交流信号中谐波含量相对于基波成分的比例。电压总谐波畸变率(THDu)和电流总谐波畸变率(THDi)分别衡量电压和电流的THD。 谐波对港口配电系统的影响主要体现在两个方面。首先，谐波污染可能导致设备运行异常，影响继电保护设备、计算机系统和精密仪器的正常工作，降低其使用寿命，甚至引发误动作导致事故。例如，感应型电能表在遇到谐波时，其测量精度会显著降低。其次，谐波污染还会影响电网，特别是电容器组。当电容器设计未考虑谐波污染时，可能会导致电容器寿命缩短、保护熔丝熔断，甚至引发谐振和电容器爆炸。 为了分析港口配电系统的谐波问题，文章进行了实际测量。通过数据分析，揭示了谐波的存在及其具体影响，如图1所示的电流测量结果。这些数据对于理解谐波的实际情况至关重要，也为制定谐波治理措施提供了依据。 治理谐波的方法通常包括安装有源电力滤波器、优化设备控制策略以及改进电容器组设计等。有源电力滤波器能够主动补偿谐波，提高系统电能质量。同时，优化设备运行策略可以减少谐波源的谐波排放，而改进电容器组设计则可以增强其抵抗谐波的能力，避免谐振现象。 解决港口配电系统的谐波问题需要综合考虑设备改造、滤波设备的配置和电能质量管理等多个方面。通过实施有效的谐波治理措施，不仅可以改善电能质量，延长设备寿命，还可以确保港口配电系统的稳定性和安全性，从而提高整个港口的运营效率。