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關(guān)鍵詞:諧波治理、有源電力濾波器、DVR電壓暫降調節器、SVG靜止無(wú)功發(fā)生器

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電力電網(wǎng)諧波的危害及治理

發(fā)布時(shí)間:2012-03-13點(diǎn)擊次數:3874

 

概述:

隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步,全球工業(yè)化的進(jìn)程不斷加快,對各種原材料的需求也不斷增大,特別是鋼材的需求量正以十分迅猛的速度增長(cháng)。成為世界上第二大鋼材生產(chǎn)國家,中國的鋼材廠(chǎng)家也不斷在發(fā)展壯大,而鋼廠(chǎng)的主要設備是由電弧煉鋼爐、變頻煉鋼爐和直流電動(dòng)機等組成。從它的構成的原則就決定了這是占據大量功率及產(chǎn)生大量諧波的設備裝置。無(wú)功功率的增大及諧波的發(fā)生直接對電力系統造成嚴重污染。

 

一、            無(wú)功功率的影響:

1、  設備及線(xiàn)路損耗增大。無(wú)功功率的增加使總電流增大,使設備及線(xiàn)路損耗增加,用電量增加是顯而易見(jiàn)的。

2、  增大設備容量。無(wú)功功率的增加會(huì )導致電流和視在功率的增大,從而使發(fā)電機、變壓器、用電設備的容量和導線(xiàn)容量增加,同時(shí),電力用戶(hù)的起動(dòng)及控制設備、測量?jì)x表尺寸和規格也加大,增加了基建的投入。

3、  線(xiàn)路的電壓降增大,如果是沖擊性無(wú)功功率負載,還會(huì )使電壓產(chǎn)生劇烈波動(dòng), 使供電質(zhì)量降低,影響其它設備的正常運行。

 

二、            諧波的危害:

1、  諧波使公用電網(wǎng)系統下設備元件產(chǎn)生了附加諧波損耗,降低了發(fā)電,輸電及用電設備的效率(導致用電量大增加),大量的3次以上的諧波流過(guò)中性線(xiàn)路時(shí),會(huì )使線(xiàn)路過(guò)熱損壞甚至發(fā)生火災。

2、  諧波影響各種電氣設備的正常工作,諧波對電機的影響除了引起附加損耗外,還會(huì )引起機械振動(dòng)、噪聲增加和過(guò)電壓;使變壓器局部,電容器、電纜等設備發(fā)熱。加速設備絕緣老化、減少使用壽命以至設備損壞報廢。

3、  諧波的發(fā)生還會(huì )引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振,從而進(jìn)一步引起諧波放大,使上述的危害大大增加。甚至還會(huì )引起嚴重電力事故。

4、  諧波還會(huì )影響電氣線(xiàn)路中的保護元件,繼電器、自動(dòng)系統裝置的誤操作,電氣測量?jì)x表不準確等等。

5、  諧波在注入電網(wǎng)系統后會(huì )對鄰近的通信信號產(chǎn)生干擾,影響一定范圍的通話(huà)質(zhì)量。觸發(fā)電話(huà)鈴響,甚至在極端情況下,威脅通信設備和人員的安全。

綜上所述。無(wú)功功率增大和諧波放大對供電部門(mén)和用戶(hù)自身都造成危害和損失,國家對諧波的治理制定了相應的控制標準《電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波》(GB/T14549-93),只有在國家允許的諧波含有量下供電部門(mén)才能對其正常供電。諧波含量超過(guò)國家標準所允許值的用電戶(hù),供電部門(mén)對其采取經(jīng)濟罰款和停止供電等措施。

針對冶煉行業(yè)的實(shí)際問(wèn)題,一些冶煉廠(chǎng)家的基本目的是提高系統的功率因數采用安裝無(wú)功補償屏方法,通過(guò)對無(wú)功功率的調整,使用補償電容器對其進(jìn)行補償以達到功率因數。無(wú)功補償屏是結構簡(jiǎn)單、經(jīng)濟優(yōu)惠的特點(diǎn),但本身存在較嚴重的缺陷:

1、  產(chǎn)生的諧波電流直接疊加在電容器的基波電流上,使電容器電流有效值變大,本身的溫升增高,甚至引起過(guò)熱,而對電容器燒毀。

2、  產(chǎn)生的諧波電壓直接疊加在電容器的基波電壓上,使電容器電壓峰值大大增加,諧波還使電容器在運行中發(fā)生的局部放電不能完成,這往往是使電容器最易損壞的主要原因。

3、  因為使用的電容器中有可能與系統中發(fā)生諧振將諧波放大,這也是危害,不僅對電容器本身造成損壞,嚴重時(shí)候還可能危及電網(wǎng)中的各類(lèi)電氣設備、破環(huán)電網(wǎng)的正常使用。

直接采用電容補償的方法確實(shí)可以提高功率因數,減少無(wú)功損耗的優(yōu)點(diǎn),但對諧波治理卻沒(méi)有起到好的作用,甚至有時(shí)與電網(wǎng)諧振點(diǎn)發(fā)生諧振而產(chǎn)生諧波放大(導致用電量大大增加)。在這樣的基礎下我公司研究開(kāi)發(fā)出的消諧濾波補償裝置彌補了電容器補償屏的不足,且結構簡(jiǎn)單、經(jīng)濟高效。

消諧濾波補償裝置主要是由單調濾波器對諧波的抑制,而一個(gè)單調濾波器是由電容器、電抗器和電阻器等組成。電抗器的電感值選擇與電容器在某次諧波頻率上產(chǎn)生串聯(lián)諧振,形成低阻抗電路,該諧波電流大部份流入濾波器。對于基波頻率,濾波器仍同電容器一樣向系統提供功率因數補償,這也是一個(gè)傳統意義的電容器組。綜上所述,供電系統接入消諧濾波補償裝置后可以做到一舉三得。

1、  濾除系統高次諧波,減少由諧波所產(chǎn)生的一切噪聲干擾和設備線(xiàn)路損耗,節省電能10%~30%左右。

2、  同時(shí)對功率因數進(jìn)行補償,使功率因數達到理想要求0.95以上(cosφ≥0.95)

3、  安裝消諧濾波補償裝置不僅同時(shí)起到濾除高次諧波、提高功率因數。而且消諧濾波裝置的增加投入維護也很少,這樣既節約成本又減少耗電能。