供電系統(tǒng)的短路問題

楊聚杰

摘要：諧波的傳送是需要有相應(yīng)的基波作為傳送的基礎(chǔ)的，在電網(wǎng)中的傳送形式，主要是通過電流形態(tài)存在的，因此，我們需要對電網(wǎng)中的諧波采用一定的處理方式來進行過濾，從而保證電網(wǎng)的整體性能不受影響。本文在分析供電系統(tǒng)的短路問題的基礎(chǔ)上，探討了供電系統(tǒng)的諧波管理的對策，以保證供電系統(tǒng)順利運行。

關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng);短路問題;諧波管理;對策

前 ?言

隨著我國工業(yè)的高速發(fā)展，我國企業(yè)對電力的需求也隨之上升。由于非線性設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛采用，導(dǎo)致了供電系統(tǒng)中，短路現(xiàn)象的產(chǎn)生成為一種可能。諧波問題和短路問題的出現(xiàn)，對整體設(shè)備性能的提高起到了負面影響。同時，這種情況的大量出現(xiàn)，也導(dǎo)致了電網(wǎng)供電質(zhì)量下降，現(xiàn)階段對這個問題的探討，已經(jīng)成業(yè)界的重點研究內(nèi)容之一，為了保證整體的供電能夠不受影響，應(yīng)該對這一問題給予更多的關(guān)注。

一、供電系統(tǒng)的短路問題分析

1.供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障的原因

電氣絕緣損壞，對短路故障的出現(xiàn)具有重要的影響作用，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國現(xiàn)階段百分之三十以上的設(shè)備問題都是由于電氣絕緣損壞造成的。應(yīng)該注意的是，絕緣損壞出現(xiàn)的主要原因是由于絕緣材料的自然老化和保養(yǎng)不當(dāng)造成的。

操作人員的不正當(dāng)操作，同樣會造成嚴重的短路事故問題。沒有按照相應(yīng)的操作規(guī)章制度進行操作，如帶負荷拉刀閘等問題，都會引起電路短路，影響正常生產(chǎn)。自然原因?qū)Χ搪穯栴}的出現(xiàn)同樣應(yīng)該負有一定的責(zé)任惡劣的自然氣候天氣對電路的影響較大，在一定條件下會造成短路現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.對供電安全的影響

正如我們所了解的短路問題出現(xiàn)的時候，短路處的電流將會達到正常額定流量的十幾倍甚至幾十倍，常見的工業(yè)6- 10KV容量的電力網(wǎng)中，由于短路而導(dǎo)致的電流可以在瞬間達到幾百千安，這部分電流流經(jīng)相應(yīng)的導(dǎo)體材料的時候，由于短路產(chǎn)生的巨大熱量，會使得導(dǎo)體嚴重發(fā)熱，輕則損壞設(shè)備，重則引起火災(zāi)。

短路問題的產(chǎn)生，一定情況下還會影響整體電路中的潮流改變，這樣就會對電路中的某些部分的性能起到很大的負面影響，嚴重的影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，甚至對系統(tǒng)的整體功能的毀滅性破壞，也不是不可能的。不對稱節(jié)點短路故障出現(xiàn)的時候，由于電路紊亂，會產(chǎn)生零序和負序電流，這樣就會形成對電子通訊的信號干擾，甚至造成電機局部升溫過快，引起工頻電壓升高而破壞整體電路結(jié)構(gòu)，造成嚴重的后果。

3.短路造成的危害

由于發(fā)生短路問題的類型不同，所以引起的后果也是有明顯差異性的。一定情況下，影響層面將不僅僅局限于局部地區(qū)的電力系統(tǒng)的破壞，甚至?xí)绊懙秸麄€電網(wǎng)的穩(wěn)定。

3.1 產(chǎn)生電磁干擾，造成無線電干擾。不對稱短路問題出現(xiàn)的時候，由于故障電路通過電線產(chǎn)生一定的電磁場，對附近的通訊信號的傳送會起到非常大的影響，有些情況下甚至出現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，出現(xiàn)部分電磁反應(yīng)過高，將會對附近人員的人身安全造成危害。為了保證電力系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，不僅僅應(yīng)該在日常的工作和操作中，對可能引起短路問題的原因給予重復(fù)的重視，還應(yīng)該加強對相關(guān)人員的安全思想教育

3.2 短路電流的點動力效應(yīng)和熱效應(yīng)。由于短路會導(dǎo)致導(dǎo)體材料過電產(chǎn)生巨大的熱量，會對周圍的電氣設(shè)備的散熱產(chǎn)生影響，通過提高周圍空氣的溫度，甚至?xí)ㄟ^對散熱的影響導(dǎo)致機電設(shè)備的損毀。與此同時，短路問題的出現(xiàn)，會導(dǎo)致區(qū)域性的電壓下降，對正常的客戶用電同樣會造成影響，造成區(qū)域內(nèi)的大面積停電。

3.3 影響系統(tǒng)穩(wěn)定。短路問題的出現(xiàn)，一定程度上也會對系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性造成影響。由于短路問題而引起的系統(tǒng)突然中斷供電，會使得系由于中功率分布突然發(fā)生變化，影響電機的輸出功率，這樣就會造成電機的輸入和輸出功率發(fā)生改變，電機轉(zhuǎn)速將會出現(xiàn)不可預(yù)測的變化，那么對并列電機組來說，將會嚴重的影響電力系統(tǒng)的整體穩(wěn)定。

3.4 由于短路引起的回路中發(fā)熱問題，整體網(wǎng)絡(luò)性能會發(fā)生改變，短時間內(nèi)短路電流將會上升很多倍，而當(dāng)短路點和總電源越近的時候，產(chǎn)生的破壞力越大。在6-10KV的大容量系統(tǒng)中的短路電流可能達到幾萬甚至幾十萬安培，因此，可能在短時間內(nèi)對系統(tǒng)整體產(chǎn)生嚴重的破壞。同時，由于電動力受阻問題的存在，還會由于電器設(shè)備的穩(wěn)定性發(fā)生改變，影響機械的熱穩(wěn)定度。

二、供電系統(tǒng)的諧波管理

由于諧波存在的廣泛性和頻譜的多樣性，導(dǎo)致對陣中問題的研究具有了非常大的阻礙，同時對這一問題的實際研究和管理，同樣具有非常明顯的困難。可以說，對于實際操作中的諧波問題的消除是不可能的，但是通過下述措施的處理，還是會有非常明顯的效果的。

1.加強對用戶端諧波的管理

通過該問題的危害性的宣傳，可以有效地保證整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過對這一問題的研究宣傳，可以更好的讓客戶認識到諧波影響的危害性。可以說，對這一問題的治理，是對整體電網(wǎng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的重要保證之一，在各個部門的實際操作中，應(yīng)該明確責(zé)任人，建立健全相應(yīng)的監(jiān)管制度，通過制度保障來實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)。

用戶端的諧波影響，對整體電網(wǎng)的最終影響同樣是非常巨大的，這就要求我們必須重視對客戶端的諧波管理問題，根據(jù) GB17625.1-2003 的電磁兼容在限值方面的要求，對諧波電流發(fā)射限值（設(shè)備每相輸入電流16A），需要進行相應(yīng)的性能研究才能夠最終的確定用電設(shè)備的選購。對用戶段的注入公共連接段的諧波允許值的用戶，需要根據(jù)實際使用情況加裝諧波濾波器，來保證公用電網(wǎng)中的諧波安全。

具體辦法有，加大對用電情況的檢查力度，通過對現(xiàn)有的電能質(zhì)量污染源用戶建立相應(yīng)的檔案管理來實現(xiàn)對污染源的控制，采用誰污染誰治理的原則來對諧波進行治理，對于工業(yè)中，產(chǎn)生了大量諧波的用戶，通過對用戶強制性的加裝濾波裝置來保證諧波能夠被控制在相應(yīng)的標準中，并伴隨定期檢測，從而保證電網(wǎng)的整體安全。

2.通過技術(shù)措施，減少諧波的危害減少

諧波目前采用的方法是：通過對L R C的應(yīng)用，來消除回路中的諧振頻率和諧振頻率相似的諧波進入電網(wǎng)，加裝點無源濾波器就有非常好的效果。通過加裝相應(yīng)的靜止無功補償裝置，能夠?qū)χC波在整體電網(wǎng)中的影響降低在對低限度對功率因數(shù) 穩(wěn)定母線電壓 降低三相電壓不平衡度三項內(nèi)容會有非常明顯的數(shù)值提升作用。對電網(wǎng)對諧波的控制能力將會有一個明顯的提升作用。

3.加強管理，減少諧波的危害

各個部門都要盡職盡責(zé)，通過對本單位負責(zé)的諧波加以有效的控制來實現(xiàn)對整體電網(wǎng)的性能的維護，盡量保證自己部門管轄范圍內(nèi)的諧波不會通過電網(wǎng)對其他部門產(chǎn)生影響，如發(fā)電部門提高發(fā)電機制造的工藝水平，提高三相繞組絕對對稱性，鐵心的均勻一致性，從源頭上減少諧波的產(chǎn)生;而對于供電部門來說，諧波的存在是不可避免的，上有的發(fā)電部門提供的諧波和下游用戶提供的諧波都是不可避免的這種情況下，就用利用一定的方式方法加以消除，同時配合科學(xué)的監(jiān)控手段，最大程度上保證三相負載平衡等措施，從而對整體的電網(wǎng)抗諧波能力的提高給予相應(yīng)的幫助。

三、結(jié)束語

對供電系統(tǒng)中的諧波研究，是一項復(fù)雜而嚴謹?shù)氖聵I(yè)，為了保證對這一問題的積極解決需要通過多種方法的配合使用來實現(xiàn)對整體性能的提高。同時，利用先進的技術(shù)和手段加以應(yīng)用，也能夠有效的控制諧波的影響范圍，從而保證整體的電網(wǎng)性能不會受到影響，將電力事故降低到最低限度。

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