电谐波治理
电能是当今世界上应用最为普遍的能源方式。在电能的使用过程当中,许多供电环节和用电设备都会产生对电能的浪费,并且这些电能的浪费比重已经到了不可忽视的程度。造成电能浪费的主要原因之一是由于恶劣的电压质量即电压波形畸变,包括电压的闪变??、瞬时过电压??、谐波畸变?、各相电压不平衡等情况;其次恶劣的电流质量,即电力电子设备等非线性负荷给电网带来的电流畸变,包括流入电网的谐波电流,以及无功、不平衡负荷电流、低频负荷变化造成的闪烁等。具体主要体现在:
(1)电网谐波污染,导致输电线路、变压器和电机损耗增加,浪费日趋宝贵的能源;
(2)变压器、旋转电机等铁芯磁感应环流增加,大大加大电气设备发热损耗,增加功耗;加速绝缘老化,影响设备寿命;甚至发生机械谐振,旋转电机转速不稳,烧毁旋转电机;
(3)电线电缆等集肤效应增大,发热损耗增加;加速绝缘老化,影响寿命;
(4)电力系统继电保护误启动,误动作跳闸,拒动和损坏,常引起事故或扩大停电事故;
(5)计算机、数据传送和自动控制系统数据丢失,误显示,误动作,元件损坏;
(6)电能表等计量装臵误差增大,不能正确计量电能。无功补偿电力电容器组的谐波电压会加速电容器的老化,使电容器的损耗系数增大、附加损耗
增加,从而容易发生故障和缩短电容器的寿命。另一方面,电容器的电容与电网的感抗组成的谐振回路的谐振频率等于或接近于某次谐波分量的频率时,就会产生谐波电流放大,使得电容器及熔断器因过热、过电压等而不能正常运行甚至烧毁;
(7)大量变频器的使用后,没有足够重视变频器的使用所带来的电流谐波的污染;
(8)大量晶闸管的使用后,电流谐波给供电网带来的污染;
(9)大功率交流电机和众多交流电机的使用,供电电网的功率因数过低;?????(10)冲击性负载给供电电网造成的电压波动甚至闪变等。
如此恶劣的用电环境,直接影响到用电设备本身的使用寿命。如何根据电网或用电设备的情况,采取有效措施和合理可行的技术方案,避免或者减轻用电污染、减少电能损耗、降低线损率是供电部门和用户共同的责任。
解决方案
采用先进技术是治理谐波污染及减少电能损耗的有效途径。电力设备市场推出无源滤波器及有源电力滤波器(APF)、串联有源电力滤波器(AVQR)和静止无功功率发生器(SVG)以及电能质量控制器等新技术、新新产品能够有效的治理谐波污染,改善用电质量及供电环境,减少电能损耗、节约能源。具体表现在:
(1)消除谐波,提高电源的质量:当电网供电中使用了较大的非线性负载时(例如:可控硅、二极管电源等),就会给电网产生严重的电流谐波,极大地破坏了供电环境。使用Sinpower并联有源电力滤波器(APF),即可有效的解决电网严重的电流谐波,同时也改善电压谐波。用电设备的可靠性、安全性、发热量的降低都得到改善。
(2)提高功率因数,节约电费:一般情况下解决功率因数过低时是加装电容器组,分组投切,可以将功率因数提高。但电容器组投入的同时很容易将某次的电流谐波放大,严重的造成供电开关跳闸、电容器经常损坏等。将电容器组改为Sinpower无源滤波器既提高功率因数又消除一部分谐波。如果已加装了电容器组放大了电流谐波造成电容器组投入失败,说明电网中存在大量谐波,另一有效的方法是使用Sinpower并联有源电力滤波器(APF),将谐波消除。就可安全的将电容器组投入了,还有采用静止无功功率发生器(SVG),既可以提高功率因素又可以消除谐波,它不存在放大某次谐波和与系统谐振问题。
(3)解决供电电压三相平衡和谐波问题:由于三相电压不平衡造成运行温升过高,出现机械噪音,以及单相负载造成的3次谐波,不但浪费了电能,还对用电设备带来损坏,同时中线电流过大,给供电电网造成很大的隐患。使用Sinpower三相四线并联有源电力滤波器(APF),不但可调整中线电流解决三相不平衡,还可消除有单相负载造成的3次谐波。特别是应用在办公大楼以及金融机构。
(4)供电电压三相平衡和无功问题:现在的楼宇供电存在许多三相不平衡现象,并且功率因数不高。由于楼宇供电的特殊性?——?负载的不规则变化,如果用电容器组投切明显不合理。使用Sinpower三相四线静止无功功率发生器(SVG),可调整中线电流解决三相不平衡,还可自动跟踪负载的变化调整功率因数,使电网的功率因数保持在0.95以上。
(5)消除供电电网持续过低、持续过高现象:小功率(400kVA以下)供电,电压不稳、谐波严重,负载在糟糕的供电环境中无法正常工作。使用Sinpower串联有源电力滤波器(AVQR),可将供给负载的电压稳定在国家要
求的范围内,消除供电电网中的谐波。同时解决电网中的闪变、突升、突降、电网持续过低、持续过高等电能质量问题。
(6)电能质量的综合治理:供电电网中谐波严重、三相不平衡、功率因数过低三种情况同时出现也时有发生,而用电设备经常误动作、发热、损坏、用电效率下降,解决以上问题的最好办法?——?使用Sinpower电能质量控制器。有效控制供电电网中的所有问题。
(7)大功率供电电网无功与谐波的治理:大型工矿企业中,大功率非线性负载较多,各种交流电机也较多,因此所需无功也较多,谐波和功率因数都存在很大的问题。使用Sinpower混合有源电力滤波器,将无源电力滤波器与有源电力滤波器混和使用,根据供电系统的要求,设计合理的混合方案,做到性价比最优。使用者不但提高功率因数而且有效降低供电电网的谐波,是大功率供电系统的优选方案。
(8)高压混合有源电力滤波器:在高压6kV、10kV、35kV的供电电网中,无源滤波器已大量使用并且有很好的滤波效果,但无源滤波器在较复杂的供电系统中可能会产生谐振或为躲避谐振点而降低了滤波效果。使用?SINPOWER高压混合有源电力滤波器后,由于有源电力滤波器控制高压无源滤波器,避免谐振的产生,滤波器始终工作在较佳的滤波状态。
2. 如何消除电网中的谐波
方法
传统的谐波补偿装置多采用设置LC调谐滤波器的方法来抑制谐波,这种抑制方法既可以抑制谐波,又可以补偿无功功率。不足之处是其补偿特性易受电网阻抗与运行状态的影响,容易与系统产生并联谐振,进而造成谐波放大,容易导致LC调谐滤波器过载,甚至烧坏。
另一方面,LC调谐滤波器仅能补偿固定频率的谐波且补偿效果不甚理想。不过,由于LC调谐滤波器的结构简单、成本较低、设置容易,故现在仍然被广泛应用。
(2)电谐波治理扩展阅读
在电能的生产、传输、转换和使用的各个环节都会产生谐波。
在供配电系统中,谐波产生的主要原因是系统中存在具有非线性特性的电气设备,主要有:
1、具有铁磁饱和特性的铁心设备,如变压器、电抗器等。
2、以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备,如气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等。
3、以电力电子元器件为基础的开关电源设备或装置。在电力电子装置普及前,变压器是主要谐波源,目前各种电力电子装置已成为主要谐波源。
谐波的危害
1、谐波会大大增加供配电系统发生谐波的可能,从而造成很高的过电流或过电压而引发事故的危险性。
2、谐波电压可使变压器的磁滞及涡流损耗增加,使绝缘材料承受的电气应力增大,而谐波电流使变压器的铜耗增加,从而使铁芯过热,加速绝缘老化,缩短变压器的使用寿命。
3、谐波电流可能使电容器过负荷和出现不允许的温升,可使线路电能损耗增加,还可能使供配电系统发生电压谐振,损坏设备绝缘。
4、谐波电流流过供配电线路时,可使其电能损耗增加,导致电缆过热损坏。
5、谐波电流可使电动机铁损明显增加,并使电动机转子出现振动现象,严重影响机械加工的产品质量。
6、谐波可使计费的感应式、电子式电能表的计量不准。
7、谐波影响设备正常工作,可使继电保护和自动装置发生误动和拒动,可使计算机失控、电子设备误触发、电子元器件的测试无法进行。
8、谐波可干扰通信系统,降低信号的传输质量,破坏信号的正常传递,甚至损坏通信设备。
参考资料来源:网络-谐波
3. 谐波治理能不能达到节电的效果
是否节电,有一个核心准则可以衡量:只有被浪费的电才能被节省。那谐波电流造成了什么浪费?谐波电流造成的电能浪费主要是线路的损耗,包括变压器的损耗。这部分损耗是作为有功功率体现在电表上的。如果降低了这部分损耗,就能够减少电表的读数,从而达到节省电费的效果。因此,我们可以得出结论:谐波治理可以将线路的损耗降低,从而节省一些电费。但前提条件是,要减少线路上的谐波电流才能够达到降低线路损耗,节省电费的目的。因此,谐波滤波器必须安装在谐波源处。假如用户仅仅在变压器的下端安装一台滤波器,则起不到节电的效果。下图给出了两种谐波治理的方法,(a)的方法不能节电,(b)的方法能够有一定的节电效果。
目前节电设备市场鱼龙混杂,治理水平高低不一。而一般用电企业进行节能治理改造时,改造费用小则几十万,大则上百万。假如在节能改造前,企业没有对配网的节能改造空间进行实际评估,在与节能服务谈判中很难判别是否存在猫腻,最终也难以把握达到预期的节能效益以及良好的回收周期。使用EAS630三相电能效分析仪对节能改造项目进行节能评估,能够全方位了解整个配网的能量损失分布,快速定位节能潜力点,准确计算节能效益。
4. 中频电源的谐波怎么治理
采用华西科技有源滤波抄器啊,华西科技有源滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿的装置,实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功。
5. 低压谐波治理为什么能省电
谐波大对电网有很大危害,主要是电子设备和大电流整流会产生很多谐回波,我谈谈谐波治理答后的变化:
1.治理后,有功功率P变化情况?
治理后,有功功率不会发生变化,也就是说用户的实际的用电量其实不会发生变化的.
2.治理谐波为什么能省电?
1)根本上是不能省电的.但是,通过治理谐波,减少了无功分量,也就可以减少用户变压器到负荷之间的视在功率(视在电流),那么,可以减少用户在设备上的投入.很简单的例子,比如你以前的变压器是500KVA才能满足要求,也许减少谐波后,315的都能满足,其他断路器,电缆等等都可以相对的减少,那么实际的投入是不是变少了呢?
2)谐波大的地方很容易对设备产生不利影响,特别是电子设备和补偿电容器组.严重的会引起电子设备无法工作,以及补偿电容器组损坏,我见过由于谐波过大,造成变压器爆炸的事故.
3)无功分量过大,供电局是会罚款的.也是一笔投入.
综上,谐波治理在一般的用户其实意义并不大,但对于有大的谐波源的用户就很有必要了.
6. 电力谐波的综合治理
优化电气设计。电来力自谐波的产生往往与电气设计不合理有着极大的关系,因而要从根本上解决电力谐波问题首先优化电气设计,避免电力谐波的发生。对此,在进行电气设计时需要采取避免谐波的技术对策,例如: 增加整流器脉动数。整流器是电力供电网络中谐波的主要来源,其特征频谱为n=Kp±1,由该式可见,P增加时,n会随之增加,则谐波电流减少,相应的谐波也随之减少,可见增加整流器脉动数对减少谐波十分有效;推广应用PWM技术。PWM技术即脉宽调制技术,利用该技术减少谐波的原理是:
1)PWN能使谐波频谱增高从而降低谐波量,可以使得变流器的输人为正弦波;
2)在可控整流后面加接功率因数矫正(PFC),同样可以达到控制输入电流为正弦的目的,同时PFC可以进行相位矫正,使得从电网侧看,负载可等效为线性负载;
3)三相整流变压器采用Y-d(Y/△)或者d-Y(Y/△),以此消除3的倍数次的谐波;
4)除上述措施外,合理选用变压器、电力电缆和开关设备等设备和元件也是避免电力谐波的重要手段。
7. 电网谐波治理的选择
8. 电力系统中治理谐波的方法和原理
串联谐振原理可用于滤波。
串联谐振时,回路阻抗最小,利用这个原理,可以设计带通滤波器或带阻滤波器。
带阻滤波器的原理如下:
与带通滤波器类似,不同的是从R输出,这样,只有谐振频率能够通过该网络。其它频率下,由于L和C的总阻抗很大,而R较小,输出接近0。
9. 谐波电流的污染治理
对于现有供电网络或待建电网中的电力污染情况,要进行仔细分析,通常解决的方法有两个:一是局部重组电网结构,分离或隔离产生电力污染的设备;二是使用电源净化滤波设备进行治理,通常电压谐波是由电流谐波产生的,有效地抑制电流谐波就会使电压畸变达到要求的范围。国内外很多单位已开始重视电源污染的治理, 投资安装电源净化滤波装置, 取得了提高电源品质和节能的双重效果。 为解决电力电子装置和其他谐波源的谐波污染问题,基本思路有两条:一条是装设谐波补偿装置来补偿谐波,这对各种谐波源都是适用的;另一条是对电力电子装置本身进行改造,使期不产生谐波,且功率因数可控制为1,这当然只适用于作为主要谐波源的电力电子装置。
谐波抑制主要有以下几种方法:
1)串联电抗器
2)有源滤波补偿
3)无源滤波补偿
4)增加整流设备的相数
5)安装各种突波吸收保护装置,如避雷器等
装设谐波补偿装置的传统方法就是采用LC调谐滤波器。这种方法既可补偿谐波,又可补偿无功功率,而且结构简单,一直被广泛使用。这种方法的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧毁。此外,它只能补偿固定频率的谐波,补偿效果也不甚理想。
21世纪初期,无源滤波补偿是实际应用最多、效果较好、价格较低的解决方案,它包括三种基本形式:串联滤波、并联滤波和低通滤波(串并混合)。其中串联滤波主要适用于三次谐波的治理;低通滤波主要适用于高次谐波的治理;并联滤波是一种综合装置,它可滤除多次谐波,同时提供系统的无功功率,是应用最广泛的电源净化滤波装置。
随着电力电子技术的发展,有源滤波补偿技术日益成熟,并得到了广泛应用。较传统的无源滤波补偿系统,它具有功能多,适应性好及响应速度快等优点,随着价格的不断下降,应用将日益普遍。有源滤波补偿系统在很多重要场所应用效果非常好。 人们对有功功率的理解非常容易,而要深刻认识无功功率却并不是轻而易举的。在正弦电路中,无功功率的概念是清楚的,而在含有谐波时,至今尚无获得公认的无功功率定义。但是,对无功功率这一概念的重要性,对无功补偿重要性的认识,却是一致的。无功补偿应包含对基波无功功率补偿和对谐波无功功率的补偿。
无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的。因此,粗略地说,为了输送有功功率,就要求送电端和受电端的电压有一相位差,这在相当宽的范围内可以实现;而为了输送无功功率,则要求两端电压有一幅值差,这只能在很窄的范围内实现。不仅大多数网络元件消耗无功功率,大多数负载也需要消耗无功功率。网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然,这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的,通常也是不可能的。合理的方法应是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率,这就是无功补偿。
无功补偿的作用主要有以下几点:
(1) 提高供用电系统及负载的功率因数,降低设备容量,减少功率损耗。
(2) 稳定受电端及电网的电压,提高供电质量。在长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿装置还可以改善输电系统的稳定性,提高输电能力。
(3) 在电气化铁道等三相负载不平衡的场合,通过适当的无功裣可以平衡三相的有功及无功负载。