供电系统的短路问题及谐波管理

【摘要】本文在分析供电系统的短路问题的基础上，探讨了供电系统的谐波管理的对策，以保证供电系统顺利运行。

【关键词】供电系统；短路问题；谐波管理；对策

随着我国工业的高速发展，我国企业对电力的需求也随之上升。由于非线性设备在工业生产中的广泛采用，导致了供电系统中，短路现象的产生成为一种可能。谐波问题和短路问题的出现，对整体设备性能的提高起到了负面影响。同时，这种情况的大量出现，也导致了电网供电质量下降，现阶段对这个问题的探讨，已经成业界的重点研究内容之一，为了保证整体的供电能够不受影响，应该对这一问题给予更多的关注[1]。

一、供电系统的短路问题分析

1.供电系统发生短路故障的原因

电气绝缘损坏，对短路故障的出现具有重要的影响作用，根据数据显示，我国现阶段百分之三十以上的设备问题都是由于电气绝缘损坏造成的。应该注意的是，绝缘损坏出现的主要原因是由于绝缘材料的自然老化和保养不当造成的。

操作人员的不正当操作，同样会造成严重的短路事故问题。没有按照相应的操作规章制度进行操作，如带负荷拉刀闸等问题，都会引起电路短路，影响正常生产。

自然原因对短路问题的出现同样应该负有一定的责任恶劣的自然气候天气对电路的影响较大，在一定条件下会造成短路现象的产生[2]。

2．对供电安全的影响

正如我们所了解的短路问题出现的时候，短路处的电流将会达到正常额定流量的十几倍甚至几十倍，常见的工业6- 10KV容量的电力网中，由于短路而导致的电流可以在瞬间达到几百千安，这部分电流流经相应的导体材料的时候，由于短路产生的巨大热量，会使得导体严重发热，轻则损坏设备，重则引起火灾[3]。

短路问题的产生，一定情况下还会影响整体电路中的潮流改变，这样就会对电路中的某些部分的性能起到很大的负面影响，严重的影响系统稳定性，甚至对系统的整体功能的毁灭性破坏，也不是不可能的。不对称节点短路故障出现的时候，由于电路紊乱，会产生零序和负序电流，这样就会形成对电子通讯的信号干扰，甚至造成电机局部升温过快，引起工频电压升高而破坏整体电路结构，造成严重的后果。

3．短路造成的危害

由于发生短路问题的类型不同，所以引起的后果也是有明显差异性的。一定情况下，影响层面将不仅仅局限于局部地区的电力系统的破坏，甚至会影响到整个电网的稳定。

（1）产生电磁干扰，造成无线电干扰

不对称短路问题出现的时候，由于故障电路通过电线产生一定的电磁场，对附近的通讯信号的传送会起到非常大的影响，有些情况下甚至出现电磁感应现象，出现部分电磁反应过高，将会对附近人员的人身安全造成危害。为了保证电力系统的整体稳定性，不仅仅应该在日常的工作和操作中，对可能引起短路问题的原因给予重复的重视，还应该加强对相关人员的安全思想教育

（2）短路电流的点动力效应和热效应

由于短路会导致导体材料过电产生巨大的热量，会对周围的电气设备的散热产生影响，通过提高周围空气的温度，甚至会通过对散热的影响导致机电设备的损毁。与此同时，短路问题的出现，会导致区域性的电压下降，对正常的客户用电同样会造成影响，造成区域内的大面积停电[4]。

（3）影响系统稳定

短路问题的出现，一定程度上也会对系统的整体稳定性造成影响。由于短路问题而引起的系统突然中断供电，会使得系由于中功率分布突然发生变化，影响电机的输出功率，这样就会造成电机的输入和输出功率发生改变，电机转速将会出现不可预测的变化，那么对并列电机组来说，将会严重的影响电力系统的整体稳定。

（4）由于短路引起的回路中发热问题，整体网络性能会发生改变，短时间内短路电流将会上升很多倍，而当短路点和总电源越近的时候，产生的破坏力越大。在6-10KV的大容量系统中的短路电流可能达到几万甚至几十万安培，因此，可能在短时间内对系统整体产生严重的破坏。同时，由于电动力受阻问题的存在，还会由于电器设备的稳定性发生改变，影响机械的热稳定度。

二、供电系统的谐波管理

由于谐波存在的广泛性和频谱的多样性，导致对阵中问题的研究具有了非常大的阻碍，同时对这一问题的实际研究和管理，同样具有非常明显的困难。可以说，对于实际操作中的谐波问题的消除是不可能的，但是通过下述措施的处理，还是会有非常明显的效果的。

1.加强对用户端谐波的管理

通过该问题的危害性的宣传，可以有效地保证整体系统的稳定性。通过对这一问题的研究宣传，可以更好的让客户认识到谐波影响的危害性。可以说，对这一问题的治理，是对整体电网的稳定运转的重要保证之一，在各个部门的实际操作中，应该明确责任人，建立健全相应的监管制度，通过制度保障来实现稳定生产。

用户端的谐波影响，对整体电网的最终影响同样是非常巨大的，这就要求我们必须重视对客户端的谐波管理问题，根据 GB17625.1-2003 的电磁兼容在限值方面的要求，对谐波电流发射限值（设备每相输入电流16A），需要进行相应的性能研究才能够最终的确定用电设备的选购。对用户段的注入公共连接段的谐波允许值的用户，需要根据实际使用情况加装谐波滤波器，来保证公用电网中的谐波安全。

具体办法有，加大对用电情况的检查力度，通过对现有的电能质量污染源用户建立相应的档案管理来实现对污染源的控制，采用谁污染谁治理的原则来对谐波进行治理，对于工业中，产生了大量谐波的用户，通过对用户强制性的加装滤波装置来保证谐波能够被控制在相应的标准中，并伴随定期检测，从而保证电网的整体安全。

2.通过技术措施，减少谐波的危害减少

谐波目前采用的方法是:通过对L R C的应用，来消除回路中的谐振频率和谐振频率相似的谐波进入电网，加装点无源滤波器就有非常好的效果[5]。

通过加装相应的静止无功补偿装置，能够对谐波在整体电网中的影响降低在对低限度对功率因数 稳定母线电压 降低三相电压不平衡度三项内容会有非常明显的数值提升作用。对电网对谐波的控制能力将会有一个明显的提升作用。

3.加强管理，减少谐波的危害

谐波的传送是需要有相应的基波作为传送的基础的，在电网中的传送形式，主要是通过电流形态存在的，因此，我们需要对电网中的谐波采用一定的处理方式来进行过滤，从而保证电网的整体性能不受影响。

这就要求，各个部门都要尽职尽责，通过对本单位负责的谐波加以有效的控制来实现对整体电网的性能的维护，尽量保证自己部门管辖范围内的谐波不会通过电网对其他部门产生影响，如发电部门提高发电机制造的工艺水平，提高三相绕组绝对对称性，铁心的均匀一致性，从源头上减少谐波的产生；而对于供电部门来说，谐波的存在是不可避免的，上有的发电部门提供的谐波和下游用户提供的谐波都是不可避免的这种情况下，就用利用一定的方式方法加以消除，同时配合科学的监控手段，最大程度上保证三相负载平衡等措施，从而对整体的电网抗谐波能力的提高给予相应的帮助。

三、总结

对供电系统中的谐波研究，是一项复杂而严谨的事业，为了保证对这一问题的积极解决需要通过多种方法的配合使用来实现对整体性能的提高。同时，利用先进的技术和手段加以应用，也能够有效的控制谐波的影响范围，从而保证整体的电网性能不会受到影响，将电力事故降低到最低限度。

【参考文献】

[1]赵德芳，黄公.供电系统中短路电流和电量损失的计量方法[J].江西能源,2004,（5）.

[2]唐敏,杨超权.低压配电系统短路电流计算和保护配合问题[J].新世纪水泥导报.2011，(04).

[3]刘楠,唐晓骏,马世英,吴丽华,胡玉生,姚淑玲,田华.负荷模型对电力系统短路电流计算的影响[J].电网技术.2011,(08).

[4]邢立新,谐波的危害及治理,内蒙古电业,2005 年第06期.

[5]戴通生.加强用户谐波管理 保证电网电能质量[J].电力需求侧管理,2007,(01).