電諧波治理
電能是當今世界上應用最為普遍的能源方式。在電能的使用過程當中,許多供電環節和用電設備都會產生對電能的浪費,並且這些電能的浪費比重已經到了不可忽視的程度。造成電能浪費的主要原因之一是由於惡劣的電壓質量即電壓波形畸變,包括電壓的閃變??、瞬時過電壓??、諧波畸變?、各相電壓不平衡等情況;其次惡劣的電流質量,即電力電子設備等非線性負荷給電網帶來的電流畸變,包括流入電網的諧波電流,以及無功、不平衡負荷電流、低頻負荷變化造成的閃爍等。具體主要體現在:
(1)電網諧波污染,導致輸電線路、變壓器和電機損耗增加,浪費日趨寶貴的能源;
(2)變壓器、旋轉電機等鐵芯磁感應環流增加,大大加大電氣設備發熱損耗,增加功耗;加速絕緣老化,影響設備壽命;甚至發生機械諧振,旋轉電機轉速不穩,燒毀旋轉電機;
(3)電線電纜等集膚效應增大,發熱損耗增加;加速絕緣老化,影響壽命;
(4)電力系統繼電保護誤啟動,誤動作跳閘,拒動和損壞,常引起事故或擴大停電事故;
(5)計算機、數據傳送和自動控制系統數據丟失,誤顯示,誤動作,元件損壞;
(6)電能表等計量裝臵誤差增大,不能正確計量電能。無功補償電力電容器組的諧波電壓會加速電容器的老化,使電容器的損耗系數增大、附加損耗
增加,從而容易發生故障和縮短電容器的壽命。另一方面,電容器的電容與電網的感抗組成的諧振迴路的諧振頻率等於或接近於某次諧波分量的頻率時,就會產生諧波電流放大,使得電容器及熔斷器因過熱、過電壓等而不能正常運行甚至燒毀;
(7)大量變頻器的使用後,沒有足夠重視變頻器的使用所帶來的電流諧波的污染;
(8)大量晶閘管的使用後,電流諧波給供電網帶來的污染;
(9)大功率交流電機和眾多交流電機的使用,供電電網的功率因數過低;?????(10)沖擊性負載給供電電網造成的電壓波動甚至閃變等。
如此惡劣的用電環境,直接影響到用電設備本身的使用壽命。如何根據電網或用電設備的情況,採取有效措施和合理可行的技術方案,避免或者減輕用電污染、減少電能損耗、降低線損率是供電部門和用戶共同的責任。
解決方案
採用先進技術是治理諧波污染及減少電能損耗的有效途徑。電力設備市場推出無源濾波器及有源電力濾波器(APF)、串聯有源電力濾波器(AVQR)和靜止無功功率發生器(SVG)以及電能質量控制器等新技術、新新產品能夠有效的治理諧波污染,改善用電質量及供電環境,減少電能損耗、節約能源。具體表現在:
(1)消除諧波,提高電源的質量:當電網供電中使用了較大的非線性負載時(例如:可控硅、二極體電源等),就會給電網產生嚴重的電流諧波,極大地破壞了供電環境。使用Sinpower並聯有源電力濾波器(APF),即可有效的解決電網嚴重的電流諧波,同時也改善電壓諧波。用電設備的可靠性、安全性、發熱量的降低都得到改善。
(2)提高功率因數,節約電費:一般情況下解決功率因數過低時是加裝電容器組,分組投切,可以將功率因數提高。但電容器組投入的同時很容易將某次的電流諧波放大,嚴重的造成供電開關跳閘、電容器經常損壞等。將電容器組改為Sinpower無源濾波器既提高功率因數又消除一部分諧波。如果已加裝了電容器組放大了電流諧波造成電容器組投入失敗,說明電網中存在大量諧波,另一有效的方法是使用Sinpower並聯有源電力濾波器(APF),將諧波消除。就可安全的將電容器組投入了,還有採用靜止無功功率發生器(SVG),既可以提高功率因素又可以消除諧波,它不存在放大某次諧波和與系統諧振問題。
(3)解決供電電壓三相平衡和諧波問題:由於三相電壓不平衡造成運行溫升過高,出現機械噪音,以及單相負載造成的3次諧波,不但浪費了電能,還對用電設備帶來損壞,同時中線電流過大,給供電電網造成很大的隱患。使用Sinpower三相四線並聯有源電力濾波器(APF),不但可調整中線電流解決三相不平衡,還可消除有單相負載造成的3次諧波。特別是應用在辦公大樓以及金融機構。
(4)供電電壓三相平衡和無功問題:現在的樓宇供電存在許多三相不平衡現象,並且功率因數不高。由於樓宇供電的特殊性?——?負載的不規則變化,如果用電容器組投切明顯不合理。使用Sinpower三相四線靜止無功功率發生器(SVG),可調整中線電流解決三相不平衡,還可自動跟蹤負載的變化調整功率因數,使電網的功率因數保持在0.95以上。
(5)消除供電電網持續過低、持續過高現象:小功率(400kVA以下)供電,電壓不穩、諧波嚴重,負載在糟糕的供電環境中無法正常工作。使用Sinpower串聯有源電力濾波器(AVQR),可將供給負載的電壓穩定在國家要
求的范圍內,消除供電電網中的諧波。同時解決電網中的閃變、突升、突降、電網持續過低、持續過高等電能質量問題。
(6)電能質量的綜合治理:供電電網中諧波嚴重、三相不平衡、功率因數過低三種情況同時出現也時有發生,而用電設備經常誤動作、發熱、損壞、用電效率下降,解決以上問題的最好辦法?——?使用Sinpower電能質量控制器。有效控制供電電網中的所有問題。
(7)大功率供電電網無功與諧波的治理:大型工礦企業中,大功率非線性負載較多,各種交流電機也較多,因此所需無功也較多,諧波和功率因數都存在很大的問題。使用Sinpower混合有源電力濾波器,將無源電力濾波器與有源電力濾波器混和使用,根據供電系統的要求,設計合理的混合方案,做到性價比最優。使用者不但提高功率因數而且有效降低供電電網的諧波,是大功率供電系統的優選方案。
(8)高壓混合有源電力濾波器:在高壓6kV、10kV、35kV的供電電網中,無源濾波器已大量使用並且有很好的濾波效果,但無源濾波器在較復雜的供電系統中可能會產生諧振或為躲避諧振點而降低了濾波效果。使用?SINPOWER高壓混合有源電力濾波器後,由於有源電力濾波器控制高壓無源濾波器,避免諧振的產生,濾波器始終工作在較佳的濾波狀態。
2. 如何消除電網中的諧波
方法
傳統的諧波補償裝置多採用設置LC調諧濾波器的方法來抑制諧波,這種抑制方法既可以抑制諧波,又可以補償無功功率。不足之處是其補償特性易受電網阻抗與運行狀態的影響,容易與系統產生並聯諧振,進而造成諧波放大,容易導致LC調諧濾波器過載,甚至燒壞。
另一方面,LC調諧濾波器僅能補償固定頻率的諧波且補償效果不甚理想。不過,由於LC調諧濾波器的結構簡單、成本較低、設置容易,故現在仍然被廣泛應用。
(2)電諧波治理擴展閱讀
在電能的生產、傳輸、轉換和使用的各個環節都會產生諧波。
在供配電系統中,諧波產生的主要原因是系統中存在具有非線性特性的電氣設備,主要有:
1、具有鐵磁飽和特性的鐵心設備,如變壓器、電抗器等。
2、以具有強烈非線性特性的電弧為工作介質的設備,如氣體放電燈、交流弧焊機、煉鋼電弧爐等。
3、以電力電子元器件為基礎的開關電源設備或裝置。在電力電子裝置普及前,變壓器是主要諧波源,目前各種電力電子裝置已成為主要諧波源。
諧波的危害
1、諧波會大大增加供配電系統發生諧波的可能,從而造成很高的過電流或過電壓而引發事故的危險性。
2、諧波電壓可使變壓器的磁滯及渦流損耗增加,使絕緣材料承受的電氣應力增大,而諧波電流使變壓器的銅耗增加,從而使鐵芯過熱,加速絕緣老化,縮短變壓器的使用壽命。
3、諧波電流可能使電容器過負荷和出現不允許的溫升,可使線路電能損耗增加,還可能使供配電系統發生電壓諧振,損壞設備絕緣。
4、諧波電流流過供配電線路時,可使其電能損耗增加,導致電纜過熱損壞。
5、諧波電流可使電動機鐵損明顯增加,並使電動機轉子出現振動現象,嚴重影響機械加工的產品質量。
6、諧波可使計費的感應式、電子式電能表的計量不準。
7、諧波影響設備正常工作,可使繼電保護和自動裝置發生誤動和拒動,可使計算機失控、電子設備誤觸發、電子元器件的測試無法進行。
8、諧波可干擾通信系統,降低信號的傳輸質量,破壞信號的正常傳遞,甚至損壞通信設備。
參考資料來源:網路-諧波
3. 諧波治理能不能達到節電的效果
是否節電,有一個核心准則可以衡量:只有被浪費的電才能被節省。那諧波電流造成了什麼浪費?諧波電流造成的電能浪費主要是線路的損耗,包括變壓器的損耗。這部分損耗是作為有功功率體現在電表上的。如果降低了這部分損耗,就能夠減少電表的讀數,從而達到節省電費的效果。因此,我們可以得出結論:諧波治理可以將線路的損耗降低,從而節省一些電費。但前提條件是,要減少線路上的諧波電流才能夠達到降低線路損耗,節省電費的目的。因此,諧波濾波器必須安裝在諧波源處。假如用戶僅僅在變壓器的下端安裝一台濾波器,則起不到節電的效果。下圖給出了兩種諧波治理的方法,(a)的方法不能節電,(b)的方法能夠有一定的節電效果。
目前節電設備市場魚龍混雜,治理水平高低不一。而一般用電企業進行節能治理改造時,改造費用小則幾十萬,大則上百萬。假如在節能改造前,企業沒有對配網的節能改造空間進行實際評估,在與節能服務談判中很難判別是否存在貓膩,最終也難以把握達到預期的節能效益以及良好的回收周期。使用EAS630三相電能效分析儀對節能改造項目進行節能評估,能夠全方位了解整個配網的能量損失分布,快速定位節能潛力點,准確計算節能效益。
4. 中頻電源的諧波怎麼治理
採用華西科技有源濾波抄器啊,華西科技有源濾波器是一種用於動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置,它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償的裝置,實現了動態跟蹤補償,而且可以既補諧波又補無功。
5. 低壓諧波治理為什麼能省電
諧波大對電網有很大危害,主要是電子設備和大電流整流會產生很多諧回波,我談談諧波治理答後的變化:
1.治理後,有功功率P變化情況?
治理後,有功功率不會發生變化,也就是說用戶的實際的用電量其實不會發生變化的.
2.治理諧波為什麼能省電?
1)根本上是不能省電的.但是,通過治理諧波,減少了無功分量,也就可以減少用戶變壓器到負荷之間的視在功率(視在電流),那麼,可以減少用戶在設備上的投入.很簡單的例子,比如你以前的變壓器是500KVA才能滿足要求,也許減少諧波後,315的都能滿足,其他斷路器,電纜等等都可以相對的減少,那麼實際的投入是不是變少了呢?
2)諧波大的地方很容易對設備產生不利影響,特別是電子設備和補償電容器組.嚴重的會引起電子設備無法工作,以及補償電容器組損壞,我見過由於諧波過大,造成變壓器爆炸的事故.
3)無功分量過大,供電局是會罰款的.也是一筆投入.
綜上,諧波治理在一般的用戶其實意義並不大,但對於有大的諧波源的用戶就很有必要了.
6. 電力諧波的綜合治理
優化電氣設計。電來力自諧波的產生往往與電氣設計不合理有著極大的關系,因而要從根本上解決電力諧波問題首先優化電氣設計,避免電力諧波的發生。對此,在進行電氣設計時需要採取避免諧波的技術對策,例如: 增加整流器脈動數。整流器是電力供電網路中諧波的主要來源,其特徵頻譜為n=Kp±1,由該式可見,P增加時,n會隨之增加,則諧波電流減少,相應的諧波也隨之減少,可見增加整流器脈動數對減少諧波十分有效;推廣應用PWM技術。PWM技術即脈寬調制技術,利用該技術減少諧波的原理是:
1)PWN能使諧波頻譜增高從而降低諧波量,可以使得變流器的輸人為正弦波;
2)在可控整流後面加接功率因數矯正(PFC),同樣可以達到控制輸入電流為正弦的目的,同時PFC可以進行相位矯正,使得從電網側看,負載可等效為線性負載;
3)三相整流變壓器採用Y-d(Y/△)或者d-Y(Y/△),以此消除3的倍數次的諧波;
4)除上述措施外,合理選用變壓器、電力電纜和開關設備等設備和元件也是避免電力諧波的重要手段。
7. 電網諧波治理的選擇
8. 電力系統中治理諧波的方法和原理
串聯諧振原理可用於濾波。
串聯諧振時,迴路阻抗最小,利用這個原理,可以設計帶通濾波器或帶阻濾波器。
帶阻濾波器的原理如下:
與帶通濾波器類似,不同的是從R輸出,這樣,只有諧振頻率能夠通過該網路。其它頻率下,由於L和C的總阻抗很大,而R較小,輸出接近0。
9. 諧波電流的污染治理
對於現有供電網路或待建電網中的電力污染情況,要進行仔細分析,通常解決的方法有兩個:一是局部重組電網結構,分離或隔離產生電力污染的設備;二是使用電源凈化濾波設備進行治理,通常電壓諧波是由電流諧波產生的,有效地抑制電流諧波就會使電壓畸變達到要求的范圍。國內外很多單位已開始重視電源污染的治理, 投資安裝電源凈化濾波裝置, 取得了提高電源品質和節能的雙重效果。 為解決電力電子裝置和其他諧波源的諧波污染問題,基本思路有兩條:一條是裝設諧波補償裝置來補償諧波,這對各種諧波源都是適用的;另一條是對電力電子裝置本身進行改造,使期不產生諧波,且功率因數可控制為1,這當然只適用於作為主要諧波源的電力電子裝置。
諧波抑制主要有以下幾種方法:
1)串聯電抗器
2)有源濾波補償
3)無源濾波補償
4)增加整流設備的相數
5)安裝各種突波吸收保護裝置,如避雷器等
裝設諧波補償裝置的傳統方法就是採用LC調諧濾波器。這種方法既可補償諧波,又可補償無功功率,而且結構簡單,一直被廣泛使用。這種方法的主要缺點是補償特性受電網阻抗和運行狀態影響,易和系統發生並聯諧振,導致諧波放大,使LC濾波器過載甚至燒毀。此外,它只能補償固定頻率的諧波,補償效果也不甚理想。
21世紀初期,無源濾波補償是實際應用最多、效果較好、價格較低的解決方案,它包括三種基本形式:串聯濾波、並聯濾波和低通濾波(串並混合)。其中串聯濾波主要適用於三次諧波的治理;低通濾波主要適用於高次諧波的治理;並聯濾波是一種綜合裝置,它可濾除多次諧波,同時提供系統的無功功率,是應用最廣泛的電源凈化濾波裝置。
隨著電力電子技術的發展,有源濾波補償技術日益成熟,並得到了廣泛應用。較傳統的無源濾波補償系統,它具有功能多,適應性好及響應速度快等優點,隨著價格的不斷下降,應用將日益普遍。有源濾波補償系統在很多重要場所應用效果非常好。 人們對有功功率的理解非常容易,而要深刻認識無功功率卻並不是輕而易舉的。在正弦電路中,無功功率的概念是清楚的,而在含有諧波時,至今尚無獲得公認的無功功率定義。但是,對無功功率這一概念的重要性,對無功補償重要性的認識,卻是一致的。無功補償應包含對基波無功功率補償和對諧波無功功率的補償。
無功功率對供電系統和負荷的運行都是十分重要的。電力系統網路元件的阻抗主要是電感性的。因此,粗略地說,為了輸送有功功率,就要求送電端和受電端的電壓有一相位差,這在相當寬的范圍內可以實現;而為了輸送無功功率,則要求兩端電壓有一幅值差,這只能在很窄的范圍內實現。不僅大多數網路元件消耗無功功率,大多數負載也需要消耗無功功率。網路元件和負載所需要的無功功率必須從網路中某個地方獲得。顯然,這些無功功率如果都要由發電機提供並經過長距離傳送是不合理的,通常也是不可能的。合理的方法應是在需要消耗無功功率的地方產生無功功率,這就是無功補償。
無功補償的作用主要有以下幾點:
(1) 提高供用電系統及負載的功率因數,降低設備容量,減少功率損耗。
(2) 穩定受電端及電網的電壓,提高供電質量。在長距離輸電線中合適的地點設置動態無功補償裝置還可以改善輸電系統的穩定性,提高輸電能力。
(3) 在電氣化鐵道等三相負載不平衡的場合,通過適當的無功襝可以平衡三相的有功及無功負載。