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中頻爐諧波的危害及治理
伴隨著我國工業(yè)的發(fā)展，在使用電力設(shè)備數(shù)量上不斷的增加，諧波污染也伴隨著電力設(shè)備的使用而產(chǎn)生，諧波在變頻器，中頻爐等設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生，導(dǎo)致電網(wǎng)的諧波污染也特別的嚴(yán)重。作為電力設(shè)備的使用者更應(yīng)加強(qiáng)對諧波的認(rèn)識及采取相關(guān)的有效措施，本文主要講解在中頻爐設(shè)備上的諧波治理。 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，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，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諧波會影響表計的計量精度。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)行計算，從而導(dǎo)致計量誤差。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。因為在高次諧波嚴(yán)重的情況下（例如中頻爐）會嚴(yán)重影響電能表的計量精度，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)備受影響最為嚴(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，因為諧波的產(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。 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)計量具不準(zhǔn)而被當(dāng)?shù)毓╇姴块T罰款。
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