中頻爐在使用中產(chǎn)生大量的諧波,導(dǎo)致電網(wǎng)中的諧波污染非常嚴(yán)重。諧波使電能傳輸和利用的效率降低,使電氣設(shè)備過熱,產(chǎn)生振動和噪聲,并使其絕緣老化,使用壽命降低,甚至發(fā)生故障或燒毀;諧波會引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振,使諧波含量放大,造成電容補(bǔ)償設(shè)備等設(shè)備燒毀。諧波還會引起繼電器保護(hù)和自動裝置誤動作,使電能計(jì)量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部,諧波會對通信設(shè)備和電子設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。
一、諧波的產(chǎn)生及危害
電力諧波對電力網(wǎng)(用戶)危害是十分嚴(yán)重的,它是一種電力污染,一種人們看不見、嗅不到、摸不著的污染。所以往往不被人們注意。對于電力系統(tǒng),諧波是個(gè)很要命的問題!
1.諧波的產(chǎn)生
當(dāng)電網(wǎng)中的電壓或電流波形非理想的正弦波時(shí),即說明其中含有頻率高于50Hz的電壓或電流成分,我們將頻率高于50Hz的電流或電壓成分稱之為諧波。
2.諧波產(chǎn)生的原因
是由于逆變負(fù)荷而產(chǎn)生諧波。例如中頻爐、變頻器,這一類負(fù)荷不僅產(chǎn)生整數(shù)次諧波,還產(chǎn)生頻率為逆變頻率2倍的分?jǐn)?shù)諧波。
當(dāng)電網(wǎng)中的諧波電流較大,以至于電壓波形也產(chǎn)生畸變時(shí),電網(wǎng)被污染,用戶的用電設(shè)備受影響,不能正常工作,甚至燒毀。
諧波與無功電流不同,無功電流只影響電網(wǎng)的電壓,并增加供電系統(tǒng)的銅損,通常不會影響用戶,也不會影響計(jì)量精度。而諧波的影響可以用“無孔不入”來形容。在電網(wǎng)被污染的情況下,所有電網(wǎng)中的設(shè)備與負(fù)荷均會受到影響。諧波與無功還有一點(diǎn)不同:無功電流在沒有補(bǔ)償?shù)那闆r下會一直傳送到發(fā)電機(jī),而諧波電流通常全部被電網(wǎng)中的設(shè)備與負(fù)荷吸收掉。
3.諧波造成的危害列舉
①由于諧波的頻率較高,使導(dǎo)線的集膚效應(yīng)加重,因此銅損急劇增加。同時(shí)變壓器鐵心由于不能適應(yīng)急劇變化的磁通而導(dǎo)致鐵損急劇增加。
②諧波會影響表計(jì)的計(jì)量精度。從原理上進(jìn)行分析:諧波源將其吸收的一部分電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹C波發(fā)送到電網(wǎng)中去,因此電能表會將諧波能量當(dāng)作發(fā)電來進(jìn)行計(jì)算,從而導(dǎo)致計(jì)量誤差。對于機(jī)械式電能表還會由于高頻率諧波所產(chǎn)生的高頻渦流阻力而變慢。因?yàn)樵诟叽沃C波嚴(yán)重的情況下(例如中頻爐)會嚴(yán)重影響電能表的計(jì)量精度,導(dǎo)致莫名其妙的丟電現(xiàn)象。
③精密電子設(shè)備(包括電子式電能表)會被嚴(yán)重干擾,導(dǎo)致不能正常工作,甚至燒毀。
④所有接于電網(wǎng)中的設(shè)備的損耗都會增加,溫升增加。含有電容器的設(shè)備受影響嚴(yán)重,甚至可能導(dǎo)致設(shè)備損壞以及電容器爆炸等事故.
⑤電機(jī)類負(fù)荷由于諧波的逆序作用而導(dǎo)致輸出扭矩下降。
⑥繼電保護(hù)機(jī)構(gòu)可能會由于諧波而產(chǎn)生誤動或拒動故障。
二、諧波的治理
當(dāng)電網(wǎng)隨著諧波污染程度的增加,如果不進(jìn)行諧波治理,往往會產(chǎn)生很嚴(yán)重的后果。
諧波源的特性非常復(fù)雜,因?yàn)橹C波的產(chǎn)生不僅僅取決于產(chǎn)生諧波的負(fù)荷本身,還與電網(wǎng)的短路容量、電網(wǎng)的組成形勢以及電網(wǎng)中的其他負(fù)荷的性質(zhì)有關(guān)。因此濾波器無法做成定型產(chǎn)品,必須通過技術(shù)人員對諧波源現(xiàn)場情況的測試,然后根據(jù)現(xiàn)場測試結(jié)果進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。
無源濾波器主要由濾波電容器,濾波電抗器等適當(dāng)組合成LC濾波裝置。
三、諧波治理后帶來的好處
1.安裝諧波治理裝置后,有效的降低了諧波電流,增加了變壓器的有效容量,可增加相應(yīng)的帶載能力,減少擴(kuò)容所需的投資。
2.安裝諧波治理裝置后,可有效的降低變壓器的損耗,提高變壓器的安全運(yùn)行系數(shù),保證對諧波敏感的保護(hù)裝置和器件不發(fā)生誤動作。
3.有效抑制諧波電流,10KV側(cè)滿足國標(biāo)GB/T14549-93優(yōu)化供電質(zhì)量,避免因諧波造成的交流電波形畸變而造成電網(wǎng)計(jì)量具不準(zhǔn)而被當(dāng)?shù)毓╇姴块T罰款。