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什么是諧波?
理想的電能應(yīng)該是完美對稱的正弦波。一些因素會使波形偏離對稱正弦由此便產(chǎn)生了諧波。
關(guān)于諧波
理想的供電應(yīng)是單一恒定頻率與規(guī)定幅值的穩(wěn)定電壓。當正弦波電壓施加在非線性負載上,電流就變成了非正弦波,非正弦波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓降,會使電壓波形也變?yōu)榉钦也āΨ钦也ㄗ鞲盗⑷~級數(shù)分解,其中頻率與工頻相同的分量稱為基波,頻率大于工頻的分量稱為諧波
諧波危害
·電容器故障
·設(shè)備故障率升高
·PLC無故成或重置
·中線電纜發(fā)熱
·控制器燒毀
·變頻器突然停機
·開關(guān)設(shè)備溫度高
·設(shè)備運行率達不到
·效率低下
·電機和變壓器等設(shè)備的過熱
·機械震動噪聲變大
關(guān)于諧波
·隨若各種新型、高效、多功能用電設(shè)備的不斷更新,這些非線性電氣設(shè)備使電網(wǎng)電壓、電流波形實際上是不同程度畸變的非正弦波。如今廣泛使用的負載大部分為非線性負載,如整流器、變頻器、UPS、電梯、空調(diào)、節(jié)能燈、復(fù)印機、計算機、家用電器等。這些非線性負載會產(chǎn)生大量諧波電流并注入電網(wǎng)中,使電壓波形產(chǎn)生畸變。這種電壓諧波污染會對電網(wǎng)和所有后端用戶產(chǎn)生嚴重的危害。另外,沖擊性、波動性負載,比如:電弧爐、焊接設(shè)備等,在運行中不僅會產(chǎn)生大量的高次諧波,而且造成電壓波動、閃變和三相不平衡等電能質(zhì)量問題,危害電網(wǎng)的安全運行。諧波實際上生劑干擾量,使電網(wǎng)受到”污染”。
·瞬時影響
諧波會干擾電氣系統(tǒng)中使用的控制器并造成晶閘管開關(guān)反向,這是由于電壓的琴點漂移造成的。諧波會造成諧振并在電氣設(shè)備中產(chǎn)生噪聲(交流電機,變壓器,電抗器等)。諧波會帶來系統(tǒng)容量闌量的解氏。諧波會引起過熱或發(fā)動機的不穩(wěn)定。
·長期影響
電容器過熱和退化(容量解氏)。
由變壓器諧波損耗帶來的溫升。
母線,線纜及設(shè)備的溫升。
溫升會損耗電機及發(fā)動機。
溫控設(shè)備動作(斷路器及熔絲中的溫度傳感器)。
負載功率因數(shù)低引起的以下三種常見現(xiàn)象
1、電力系和用電企業(yè)的設(shè)備不能被充分利用.電力系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電機和變壓器等設(shè)備,在正常情況下,不允許長期超過額定電壓和額定電流運行.因此當電壓和電流都已達到額定值時,功率因數(shù)低便造成設(shè)備有功功率的輸出減小,同樣容量的設(shè)備功率因數(shù)越低,其輸出的有功功率就越少
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2、引起電力系統(tǒng)電能損耗增大和供電質(zhì)量降低,對輸電和配電線路來說,線路中的損耗與電流大小的平方成正比,當輸送同樣大小的有功功率P=IUc0s時,功率因數(shù)c0s越低,輸電線路中的電流I=P/UCos就越大,而線路的電能損耗增加是與電流的平方成正比的
3、當功率因數(shù)降低,線路電流增大時,勢必造成線路中電壓降增大,這將導(dǎo)致線路末端的電壓降低,若要滿足末端用戶電壓要求,則線路始端的電壓就要升高,從而會使整個線路的供電質(zhì)量降低,綜上所述,提高用電功率因數(shù)是非常必要的,它不但可以提高電力系統(tǒng)和用電企業(yè)設(shè)備的利用率,做到在同樣發(fā)電設(shè)備條件下,提高發(fā)電能力,而且可以減小電能損耗和提高用電質(zhì)量.它是節(jié)約用電的一項很重要的技術(shù)措施,
功率因數(shù)過低
功率因數(shù)的校正可有效降低供電局電費賬單中的罰款,同時可降低工廠內(nèi)保護設(shè)備和導(dǎo)體上的額定電流負載.然而由于大量使用的非線性負載設(shè)備使得功率因數(shù)的校正變得日益艱難由于這些非線性負載的存在,在電氣系統(tǒng)中單獨加入電容器可能會對電容器以及系統(tǒng)中的其他設(shè)備造成一定風(fēng)險,電容器可能由于過熱或潛在的諧振風(fēng)險而損壞。諧振會導(dǎo)致非常高的尖峰交流電壓,并對一切負載造成損傷,這同時可能導(dǎo)致斷路器的動作、設(shè)備的故障或是毀壞這些都將導(dǎo)致設(shè)備及生產(chǎn)的中斷。
當電氣系統(tǒng)中非線性負載的含量達到全部負載的50%時,以電容器作為功率因數(shù)調(diào)整的解決方案將不再可行,而必須用其他方式替代,其中一種便是使用有源電力濾波器或是其他電力電子設(shè)備通過注入無功電流以改善功率因數(shù)過低的狀況、其他適用通過電力電子設(shè)備校正功率因數(shù)的場合,包括負載的波動非常快速或彈性設(shè)備存在的情況.由于電力電子設(shè)備
在周波量級測量并注入確定量的電流以達到設(shè)定值要求,即便是連續(xù)變化的負載也不是問題。基于這種原理不再需要現(xiàn)場調(diào)研以確定合適的治理額度。
功率因數(shù)補償?shù)姆椒?/p>
單個補償或固定補償:適用于對單一固定負載在進線端進行補償,以減少連接電纜的負載。
分組補償:適用于對某一特定的感性負載組(如電動機等),安裝單個固定的電容器。
批量補償:適用于大型波動負載的電力系統(tǒng),通常在主配電站或變配電站安裝電容組。
典型的功率因數(shù)補嘗系統(tǒng)會根據(jù)現(xiàn)場無功功率的實際需求,安裝多個電容器組。常用的規(guī)格有25kVar和50kVar。100kVar以上的案例可串聯(lián)若干電容器組,這樣可以減小電容器沖擊電流對主網(wǎng)產(chǎn)生的波動和電網(wǎng)的干擾如有諧波畸變的因素,則需安裝相應(yīng)的調(diào)諧電抗器。