谐波的产生及危害
谐波的产生和危害有哪些 谐波的抑制方法

谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。
关于“谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法”的详细说明。
1.谐波的产生和危害有哪些1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。
2.谐波可以通过电网传导到其他的电器,影响了许多电气设备的正常运行,比如谐波会使变压器产生机械振动,使其局部过热,绝缘老化,寿命缩短,以至于损坏;还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大。
4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作,使电气仪表计量不准确,甚至无法正常工作。
5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰,严重时使系统无法得到正确的检测信号,或使控制系统紊乱。
2.谐波的抑制方法(一)降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取治理措施,从源头上最大限度地避免谐波的产生。
这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时,要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响,采取切实可行的治理措施。
用电业务管理部门要严格把关,对于没有采取治理措施的谐波源用户,要禁止其入网运行。
(二)在谐波源处吸收谐波电流这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法,也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。
其主要方法有以下几种:1.无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧,由L、C、R元件构成谐振回路,当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时,即可阻止该次谐波流入电网。
这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点,是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。
2.有源滤波器有源滤波器即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。
3.防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。
电力系统中谐波的危害与产生

电力系统中谐波的危害与产生电力系统中谐波是指频率是电力系统基波频率的整数倍的电压或电流波形,其频率通常为50Hz或60Hz。
谐波是电力系统中的一种电磁干扰,可能引起许多问题和危害,包括设备的过热、降低效率、产生故障以及影响电力网络的稳定性。
谐波的产生主要是由于非线性负载和电源引起的,下面将详细讨论谐波的危害与产生。
谐波的危害:1. 电力设备过热:谐波会导致设备内部的电压和电流波形畸变,造成设备的过载和过热。
设备过热会导致设备寿命缩短,甚至发生火灾等危险。
2. 降低设备效率:设备在谐波环境下工作时,可能会发生电流滞后和电压损失,导致设备的效率降低。
例如,变压器在谐波环境下由于电流滞后而产生降温,这会导致能量损失和电力供应的不稳定。
3. 产生设备故障:谐波会导致设备的电压和电流波形失真,从而损坏设备的绝缘性能和电线连接,引发故障。
例如,变频器引起的谐波可能导致电机绝缘击穿,造成电机损坏。
4. 影响电力网络的稳定性:谐波会改变电力系统的频谱特性,降低系统的稳定性。
谐波的存在可能导致电力网络中的共振现象,引起电压和电流的不稳定性,进一步导致电力系统的故障。
谐波的产生:1. 非线性负载:非线性负载是指对电压和电流响应非线性的负载设备。
这些设备通常包括整流器、变频器、电弧炉、放电灯等。
非线性负载会引起谐波电流的产生,造成电力系统的谐波问题。
2. 电源:电源本身也可能产生谐波。
例如,由于电力系统中存在电压降低和电压暂降,电源系统中的设备可能引入谐波频率。
3. 并联谐波滤波器:并联谐波滤波器通常用于减少负载设备引起的谐波,但滤波器本身可能引入谐波频率。
4. 反射和谐波:电力系统中的传输线上的谐波可能会反射,并返回到电源系统中,从而产生额外的谐波。
为减少谐波的危害,可以采取以下措施:1. 负载侧的措施:使用非线性负载时,可以采取滤波器、谐波限制器等措施来减少谐波的产生。
2. 电源侧的措施:电源系统应具备良好的谐波抑制能力,可以采用对称三相电源供应、提高电源的电压和频率稳定性等措施。
谐波的产生原因危害与治理

谐波的产生原因危害与治理谐波是指信号在传输过程中产生的频率是原有信号频率的整数倍的现象。
谐波一般是由于信号源产生幅度非线性特性、信号传输线路的不完美特性以及外界干扰等多种因素共同作用所导致的。
1.非线性特性:当信号源的输入电压超过其线性范围时,信号源会产生非线性失真。
这种非线性特性会使得原信号分解成包含各种谐波成分的信号,即产生谐波。
2.传输线路的不完美:在电力传输和通信线路中,由于电导率不一致、绝缘材料的不均匀性以及线路的接地等因素,会引起谐波的产生。
这些因素使得线路对于不同频率的信号具有不同的传输特性,从而造成信号的失真和谐波的产生。
3.外界干扰:外界电磁辐射的干扰也会引起谐波的产生。
当外界电磁波与系统内的信号相互作用时,可能会产生共振现象,从而导致谐波信号的产生。
谐波的存在会带来一系列的危害,包括以下几个方面:1.信号失真:谐波信号会改变原信号的波形和频谱特性,导致信号失真。
这会影响到电力传输系统和通信系统中的信号传输质量,降低系统的可靠性和稳定性。
2.设备损坏:谐波会导致电流和电压的波形变形,产生大量的电磁干扰。
这些干扰会对设备的正常工作造成影响,甚至会导致设备损坏和故障。
谐波还可能引起设备内部电子元件的过热现象,加速设备老化和损坏。
3.电力系统能源浪费:谐波会引起电力系统中电流和电压的非功率信号,造成能量损耗。
这不仅会浪费能源,还会导致电力系统的效率降低。
为了治理谐波对系统的危害,可以采取以下几种方法:1.模拟电路设计中采用线性器件:选择线性器件作为信号源和信号传输线路中的关键部件,减少非线性特性对信号的影响。
2.使用滤波器:在信号源和负载之间加入合适的滤波器,可以有效地滤除谐波成分,保证原信号的传输质量。
3.优化供电系统:针对供电系统中频繁出现谐波问题的设备,进行电源选择、接线方式和接地设计的优化,减少谐波产生。
4.电源质量改进:加强对供电设备的质量管理,采用高质量的电源设备,减少谐波对电力系统的影响。
电力系统中谐波的危害与产生

电力系统中谐波的危害与产生电力系统中谐波的危害与产生谐波指的是频率为基波频率的倍数的电信号成分,在电力系统中的原因有很多,比如电力设备的非线性负载、电子设备的交流-直流变换等。
虽然谐波信号的功率一般较低,但由于其具有频率较高、波形失真的特点,对电力系统和电力设备的运行安全和电能质量造成了一定的影响和危害。
一、对电力设备的危害1.导致设备过热:谐波信号导致电流和电压波形失真,使电力设备的磁路饱和,导致设备出现额外的损耗,产生额外的热量,从而导致设备过热、老化、性能降低。
2.损害设备绝缘:谐波会提高设备绝缘材料的介质损耗角正切值,使设备的绝缘等级下降,从而导致电气设备的绝缘性能降低。
3.损伤电动机:谐波信号会使电动机的转矩波形失真,加剧机械振动,引起转子的加速损伤或者负载不平衡问题,从而降低电动机的性能。
4.降低电力设备的寿命:谐波会使电力设备的运行稳定性降低,电力设备的寿命也随之降低。
二、对电能质量的危害1.导致电能损耗:谐波会使电能的传输损耗增大,电能的利用效率降低,从而造成电能浪费。
2.引起电压波动:谐波会使电源电压的总谐波畸变THD值增大,从而导致电源电压的变化、波动明显。
3.引起电流不平衡:谐波信号会加剧相间电流之间的差异,导致电流的不平衡问题,从而影响电力系统的运行稳定性和性能。
4.影响电力系统的稳定性:谐波会使电力系统的总谐波畸变THD值较大,从而影响电力系统的稳定性和电能质量。
为减小谐波的危害,可采取以下措施:1.选择适当的电力设备,如交流电动机、逆变器、电子变压器等,以减小非线性负载对电力系统产生的谐波。
2.配置滤波器装置,用于消除电力系统中的谐波信号。
3.加强电力设备的维护与管理,延长设备的寿命,减少谐波产生的数量。
4.优化电力系统的运行参数,如改善电力系统的谐波阻抗,减小电力系统的谐波电流等。
2024年电力系统中谐波的危害与产生(3篇)

2024年电力系统中谐波的危害与产生引言:随着电力系统的发展和电力负荷的增加,谐波问题在电力系统中变得越来越严重。
谐波是指在电力系统中具有频率为整数倍于基波频率的电压或电流。
谐波的产生与许多因素有关,包括非线性负载(如电动机、电子设备等)和电力质量问题。
本文将从谐波对电力系统和用户的危害以及谐波的产生机制两个方面进行探讨。
一、谐波对电力系统的危害1. 电力设备的损坏:谐波会导致电力设备的温升和损坏,其中包括变压器、电容器、电抗器和电动机等。
谐波电流会导致设备中的铁芯饱和,进而产生过大的损耗和热量,从而缩短设备的使用寿命。
此外,谐波电压也会导致设备中的绝缘损坏,增加维修和更换成本。
2. 系统能量损耗:谐波会导致电力系统中的能量损耗增加。
谐波电流会增加输电线路和变压器的有功损耗,从而减少系统的效率。
此外,谐波还可能导致电力变压器的谐波损耗和谐波电流的损耗。
3. 电力系统的电压波动:谐波会导致电力系统的电压波动增加。
谐波电流通过电力系统中的阻抗元件(如变压器和线路)时会引起电压波动。
不同谐波的相长和相消作用会导致电压波动的增加,使得用户的供电质量下降。
4. 电力系统的谐波共振:谐波会导致电力系统中的谐波共振现象。
当电力系统的谐波阻抗与非谐波阻抗相近时,谐波电流会通过共振回路增加,从而引发电力系统的振荡和不稳定性。
二、谐波的产生机制1. 非线性负载:谐波的主要产生源是非线性负载,如电子设备、电动机等。
这些设备在工作过程中会引入谐波电流,主要是由于设备内部的非线性元件产生的。
非线性元件的存在使电流波形失真,从而引入谐波。
2. 系统谐振:电力系统中的电抗器、电容器和线路电感等元件的谐振现象也会导致谐波的产生。
当这些元件的谐振频率和谐波频率相近时,谐波电流会增加。
3. 外部干扰:电力系统中的谐波也可能是由外部干扰引起的。
例如,当电力系统与其他频率干扰源(如脉冲电源)相连接时,这些干扰源的谐波也会传入到电力系统中,从而引入谐波。
谐波分析产生原因,危害,解决方法【精选文档】

谐波分析一、谐波的相关概述谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般来说是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量,其实谐波是一个正弦波分量。
谐波产生的根本原因是非线性负载造成电网中的谐波污染、三相电压的不对称性.由于非线性负荷的存在,使得电力系统中的供电电压即便是正弦波形,其电流波形也将偏离正弦波形而发生畸变。
当非正弦波形的电流在供电系统中传输时,将迫使沿途电压下降,其电压波形也将受其影响而产生不同程度的畸变,这种电能质量的下降会给电力系统和用电设备带来严重的危害。
电力系统中的谐波源主要有以下几类:(1)电源自身产生的谐波.因为发电机制造的问题,使得电枢表面的磁感应强度分布偏离正弦波,所产生的电流偏离正弦电流。
(2)非线性负载,如各种变流器、整流设备、PWM变频器、交直流换流设备等电力电子设备。
(3)非线性设备的谐波源,如交流电弧炉、日光灯、铁磁谐振设备和变压器等。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害主要表现在:(1)谐波使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率.(2)谐波影响各种电气设备的正常工作。
(3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,引发严重事故.(4)谐波会导致继电保护和自动装置误动作,并使电气测量仪表计量不准确。
(5)谐波对临近的通信系统产生干扰,轻则产生噪声,降低通信质量;重则导致信息丢失,使通信系统无法正常工作。
三、谐波的分析由于谐波导致的各种各样的事故和故障的几率一直在升高,谐波已成为电力系统的一大公害.我国对于谐波相关工作的研究大致起源于20世纪80年代。
我国国家技术监督局于93年颁布了国家标准《电能质量-—公用电网谐波》(GB/T 14549—1993)。
该标准对公用电网中各个等级的电压的限用值、电流的允许值等都做了相应的规定,并以附录的形式给出了测量谐波的方法和数据处理及测量仪器都作了相应的规定。
电力系统中谐波的危害与产生(三篇)

电力系统中谐波的危害与产生电力系统中的谐波是由于电力设备的非线性特性引起的。
在电力系统中,谐波的危害包括对电力设备的损坏、电能质量的恶化以及对用户的影响等方面。
谐波的产生与非线性负载、电力设备的设计及运行、电网接地等因素有关。
谐波对电力设备的损坏是谐波危害的主要方面之一。
谐波会引起设备的绝缘老化、过热、机械振动等问题。
尤其是对于变压器和电动机等设备来说,由于谐波的存在会引起电流和电压的畸变,导致设备的工作效率下降,甚至引发设备的故障和停机。
此外,谐波还会引起电容器的谐振和过电压问题,增加电力设备的工作负荷,缩短其使用寿命。
谐波对电能质量的恶化也是谐波危害的重要方面之一。
谐波会导致电能质量的下降,主要表现为电压和电流的畸变,波形失真,功率因数的下降等。
这不仅会影响电力设备的正常工作,还会对电力系统的稳定性和可靠性造成影响。
谐波还会引起电力设备的谐振现象,导致设备振动,造成噪音污染,影响人们的生活质量。
谐波对用户的影响主要体现在电力质量的下降和对电子设备的损坏。
谐波会引起电压的波动和电流的畸变,导致电子设备的正常工作受到干扰,增加设备的故障率,降低设备的使用寿命。
尤其是对于一些对电力质量要求较高的用户来说,如计算机、通讯设备、医疗设备等,谐波对其正常工作的影响更为显著。
此外,谐波还会导致电能的浪费,增加用户的用电成本。
谐波的产生与非线性负载、电力设备的设计及运行、电网接地等因素有关。
非线性负载是产生谐波的主要原因之一。
非线性负载如电子设备、电力电子器件等在工作过程中会产生非线性电流,其含有大量谐波成分。
此外,电力设备的设计及运行也会引起谐波的产生,如电容器的谐振,变压器的匝间谐振等。
而电网的接地情况也会影响谐波的产生和传播,如电网的接地方式不当会引起谐波回流和间接接触问题。
为了减少谐波的危害,需要采取一系列的措施。
首先,可以通过合理选择电力设备和设备的工作参数来降低其谐波产生的概率。
其次,可以采用滤波器等设备对谐波进行抑制和补偿。
电力系统中谐波分析与治理

电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中,电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而,谐波问题却成为了影响电力系统性能的一个重要因素。
谐波的存在不仅会降低电能质量,还可能对电力设备造成损害,增加能耗,甚至影响整个电力系统的安全稳定运行。
因此,对电力系统中的谐波进行深入分析,并采取有效的治理措施,具有极其重要的意义。
一、谐波的产生谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。
在电力系统中,谐波的产生主要源于以下几个方面:1、非线性负载电力系统中的许多负载,如电力电子设备(如变频器、整流器、逆变器等)、电弧炉、荧光灯等,其电流与电压之间不是线性关系,从而导致电流发生畸变,产生谐波。
2、电力变压器变压器的铁芯饱和特性会导致磁化电流出现尖顶波形,进而产生谐波。
3、发电机由于发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称,以及铁芯的不均匀等因素,也会产生少量的谐波。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害是多方面的,主要包括以下几点:1、增加电能损耗谐波电流在电力线路中流动时,会增加线路的电阻损耗和涡流损耗,导致电能的浪费。
2、影响电力设备的正常运行谐波会使电机产生额外的转矩脉动和发热,降低电机的效率和使用寿命;对电容器来说,谐波可能导致其过电流和过电压,甚至损坏;对于变压器,谐波会增加铁芯损耗和绕组的发热。
3、干扰通信系统谐波会产生电磁干扰,影响通信设备的正常工作,导致信号失真、误码率增加等问题。
4、降低电能质量谐波会使电压和电流波形发生畸变,导致电压波动、闪变等问题,影响供电的可靠性和稳定性。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波,首先需要对其进行准确的分析和测量。
常见的谐波分析方法主要有以下几种:1、傅里叶变换这是谐波分析中最常用的方法之一。
通过对周期性信号进行傅里叶级数展开,可以得到各次谐波的幅值和相位。
2、快速傅里叶变换(FFT)FFT 是一种快速计算傅里叶变换的算法,大大提高了计算效率,适用于对大量数据的实时分析。
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一、谐波的产生及危害电力谐波对电力网(包括用户)危害是十分严重的,它是一种电力污染,一种人们看不见、嗅不到、摸不着的污染。
所以往往不被人们注意。
对于电力系统,谐波是个很要命的问题!1、谐波的危害的产生主要表现在:当电网中的电压或电流波形非理想的正弦波时,即说明其中含有频率高于50Hz的电压或电流成分,我们将频率高于50Hz的电流或电压成分称之为谐波。
当谐波频率为工频频率的整数倍时,我们将其称之为整数次谐波,这类谐波通常用次数来表示。
例如:将频率为工频频率5倍(250Hz)的谐波称之为5次谐波,将频率为工频频率7倍(350Hz)的谐波称之为7次谐波,依此类推。
当谐波频率不是工频频率的整数倍时,我们将其称之为分数谐波。
这类谐波通常直接使用谐波频率来表示。
例如:频率为1627Hz的谐波。
2、谐波产生的原因多种多样。
比较常见的有两类:第一类是由于非线性负荷而产生谐波,例如可控硅整流器、开关电源等,这一类负荷产生的谐波频率均为工频频率的整数倍。
例如三相六脉波整流器所产生的主要是5次和7次谐波,而三相12脉波整流器所产生的主要是11次和13次谐波。
第二类是由于逆变负荷而产生谐波,例如中频炉、变频器,这一类负荷不仅产生整数次谐波,还产生频率为逆变频率2倍的分数谐波。
例如:使用三相六脉波整流器而工作频率为820Hz的中频炉则不仅产生5次和7次谐波,还产生频率为1640Hz的分数谐波。
谐波在电网诞生的同时就是存在的,因为发电机和变压器都会产生少量的谐波。
但是由于产生大量谐波的用电设备不断增加,并且电网中大量使用的并联电容器所造成的谐波放大,使得谐波的影响越来越严重,从而逐渐引起人们的重视。
当电网中的谐波电流较大,以至于电压波形也产生畸变时,我们将其称之为电网被污染。
电网的污染程度用电压波形畸变率来表示,简称THDu。
按照国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》的规定:10KV 电网的THDu应小于4%,400V电网的THDu应小于5%。
谐波与无功电流不同。
无功电流只影响电网的电压,并增加供电系统的铜损,通常不会影响用户,也不会影响计量精度。
而谐波的影响可以用“无孔不入”来形容。
在电网被污染的情况下,所有电网中的设备与负荷均会受到影响。
谐波与无功还有一点不同:无功电流在没有补偿的情况下会一直传送到发电机,而谐波电流通常全部被电网中的设备与负荷吸收掉。
3、谐波造成的危害大致列举如下:①.由于谐波的频率较高,使导线的集肤效应加重,因此铜损急剧增加。
同时变压器铁心由于不能适应急剧变化的磁通而导致铁损急剧增加。
②.谐波会影响表计的计量精度。
从原理上进行分析:谐波源将其吸收的一部分电网电能转变为谐波发送到电网中去,因此电能表会将谐波能量当作发电来进行计算,从而导致计量误差。
对于机械式电能表还会由于高频率谐波所产生的高频涡流阻力而变慢。
因为在高次谐波严重的情况下(例如中频炉)会严重影响电能表的计量精度,导致莫名其妙的丢电现象。
③. 精密电子设备(包括电子式电能表)会被严重干扰,导致不能正常工作,甚至烧毁。
④.所有接于电网中的设备的损耗都会增加,温升增加。
含有电容器的设备受影响最为严重,甚至可能导致设备损坏以及电容器爆炸等事故.⑤. 电机类负荷由于谐波的逆序作用而导致输出扭矩下降。
⑥. 继电保护机构可能会由于谐波而产生误动或拒动故障。
当电网的谐波污染程度小于国家标准的规定时,通常不会对系统造成影响。
随着污染程度的增加,谐波的影响就逐渐显现出来。
在谐波严重超标的情况下,如果不进行谐波治理,往往会产生很严重的后果。
谐波源的特性非常复杂,因为谐波的产生不仅仅取决于产生谐波的负荷本身,还与电网的短路容量、电网的组成形势以及电网中的其他负荷的性质有关。
因此滤波器无法做成定型产品,必须通过对谐波源现场情况的测试,然后根据现场测试结果进行专门设计。
二、谐波治理后带来的好处1. 安装谐波治理装置后,有效的降低了谐波电流,增加了变压器的有效容量,可增加相应的带载能力,减少扩容所需的投资。
2.安装谐波治理装置后,可有效的降低变压器的损耗,提高变压器的安全运行系数,保证对谐波敏感的保护装置和器件不发生误动作。
起到节能降耗的目的。
3.节电率达10%~30%,谐波滤除率为70%~80%减小集肤效应,热损、铜损、铁损、磁损、噪音大为下降,符合国家对能源节约和降耗的指示和可持续发展的要求。
4.有效抑制谐波电流,10KV侧满足国标GB/T14549-93优化供电质量,避免因谐波造成的交流电波形畸变而造成电网计量具不准而被当地供电部门罚款。
一、无功功率的影响:1、设备及线路损耗增大。
无功功率的增加使总电流增大,使设备及线路损耗增加,用电量增加是显而易见的。
2、增大设备容量。
无功功率的增加会导致电流和视在功率的增大,从而使发电机、变压器、用电设备的容量和导线容量增加,同时,电力用户的起动及控制设备、测量仪表尺寸和规格也加大,增加了基建的投入。
3、线路的电压降增大,如果是冲击性无功功率负载,还会使电压产生剧烈波动,使供电质量降低,影响其它设备的正常运行。
二、谐波的危害:1、谐波使公用电网系统下设备元件产生了附加谐波损耗,降低了发电,输电及用电设备的效率(导致用电量大增加),大量的3次以上的谐波流过中性线路时,会使线路过热损坏甚至发生火灾。
2、谐波影响各种电气设备的正常工作,谐波对电机的影响除了引起附加损耗外,还会引起机械振动、噪声增加和过电压;使变压器局部,电容器、电缆等设备发热。
加速设备绝缘老化、减少使用寿命以至设备损坏报废。
3、谐波的发生还会引起公用电网中局部的并联谐振或串联谐振,从而进一步引起谐波放大,使上述的危害大大增加。
甚至还会引起严重电力事故。
4、谐波还会影响电气线路中的保护元件,继电器、自动系统装置的误操作,电气测量仪表不准确等等。
5、谐波在注入电网系统后会对邻近的通信信号产生干扰,影响一定范围的通话质量。
触发电话铃响,甚至在极端情况下,威胁通信设备和人员的安全。
综上所述。
无功功率增大和谐波放大对供电部门和用户自身都造成极大的危害和损失,国家对谐波的治理制定了相应的控制标准《电能质量-公用电网谐波》(GB/T14549-93),只有在国家允许的谐波含有量下供电部门才能对其正常供电。
谐波含量超过国家标准所允许值的用电户,供电部门对其采取经济罚款和停止供电等措施。
针对冶炼行业的实际问题,一些冶炼厂家的基本目的是提高系统的功率因数采用安装无功补偿屏方法,通过对无功功率的调整,使用补偿电容器对其进行补偿以达到功率因数。
无功补偿屏是结构简单、经济优惠的特点,但本身存在较严重的缺陷:1、产生的谐波电流直接叠加在电容器的基波电流上,使电容器电流有效值变大,本身的温升增高,甚至引起过热,而对电容器烧毁。
2、产生的谐波电压直接叠加在电容器的基波电压上,使电容器电压峰值大大增加,谐波还使电容器在运行中发生的局部放电不能完成,这往往是使电容器最易损坏的主要原因。
3、因为使用的电容器中有可能与系统中发生谐振将谐波放大,这也是最大的危害,不仅对电容器本身造成损坏,严重时候还可能危及电网中的各类电气设备、破环电网的正常使用。
直接采用电容补偿的方法确实可以提高功率因数,减少无功损耗的优点,但对谐波治理却没有起到更好的作用,甚至有时与电网谐振点发生谐振而产生谐波放大(导致用电量大大增加)。
在这样的基础下我公司研究开发出的消谐滤波补偿装置弥补了电容器补偿屏的不足,且结构简单、经济高效。
消谐滤波补偿装置主要是由单调滤波器对谐波的抑制,而一个单调滤波器是由电容器、电抗器和电阻器等组成。
电抗器的电感值选择与电容器在某次谐波频率上产生串联谐振,形成低阻抗电路,该谐波电流大部份流入滤波器。
对于基波频率,滤波器仍同电容器一样向系统提供功率因数补偿,这也是一个传统意义的电容器组。
综上所述,供电系统接入消谐滤波补偿装置后可以做到一举三得。
1、滤除系统高次谐波,减少由谐波所产生的一切噪声干扰和设备线路损耗,节省电能10%~30%左右。
2、同时对功率因数进行补偿,使功率因数达到理想要求0.95以上(cosφ≥0.95)3、安装消谐滤波补偿装置不仅同时起到滤除高次谐波、提高功率因数。
而且消谐滤波装置的增加投入维护也很少,这样既节约成本又减少耗电能。
三、消谐滤波补偿装置的经济分析:以负载为500KW的铸钢车间为例,没有安装补偿屏或消谐滤波补偿装置的铸钢车间一般功率因数都在(cosφ=0.6~0.7)之间,按负载率运行90%计算。
有功功率P=500×90%=450KW视在功率S=640KVA每月计算设备运行22天,每天工作12小时。
每月设备的耗电能:640×22×12=168960(度)每月交纳的电费费用:以现在每度电费价格为0.6 元计算。
168960×0.6=101,376(元)根据水电部和国家物价局颁布《功率因数调整电费办法》规定;按0.9为标准的功率因数调整电费标准规定功率因数为(cosφ=0.7)时月电费追加10%,功率因数为(cosφ≥0.95)时月电费下调0.75%。
实际功率因数为(cosφ=0.7)时500KW设备实际所交纳电费费用为:101376+101376×10%=111,513.6元。
投入滤波补偿装置后把铸造车间的功率因数补偿到0.95以上(cosφ≥0.95),同时也对系统针对性的3、5、7、11、13次等各次谐波抑制到国家标准谐波GB/T14549-93《电能质量、公用电网谐波》所规定的谐波量值以下,达到电力部门谐波管理的验收标准。
避免供电部门对因用户注入公用电网的谐波量不合格而限制用电、断电的可能,减少由限制用电、断电而避免的不必要经济损失。
安装消谐滤波补偿装置不仅滤除谐波,还能对其功率因数进行补偿在功率因数补偿上后还能节约一块电能损耗的经济费用,还是以负载为500KW的铸钢车间为例把功率因数提高到(cosφ=0.95)为标准,节约的电能损耗费用如下:有功功率P=450KW无功功率Q=148Kvar视在功率S=475KVA每月计算设备运行22天,每天工作12小时。
每月设备的耗电能:475×22×12=125400(度)每月交纳的电费费用:以现在每度电费价格为0.6元计算。
125400×0.6=75,240(元)根据水电部和国家物价局颁布《功率因数调整电费办法》规定;按0.9为标准的功率因数调整电费标准规定功率因数为(cosφ=0.7)时月电费追加10%,功率因数为(cosφ≥0.95)时月电费下调0.75%。
实际功率因数为(cosφ=0.95)时500KW设备实际所交纳电费费用为:75240-75240×0.75%=74,675.7所以安装了一套消谐滤波装置这500KW的铸钢车间每月能节省电费支出:111,513.6-74,675.7=36,837.9(元)如果500KW负载无功补偿屏一套设备售价要7万元左右,而消谐滤波装置一套设备售价只需10万元左右,正常情况下半年就可以返回设备成本。