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摘要:通常情况下,对于电弧炉、变频调速装置、配电网中整流器等的使用会产生大量的谐波,这些谐波具有一些非常明显的特点,诸如具有冲击性、非线性同时它们也经常具有不稳定性。当然,出于现实的考虑,我国在某些领域也经常会使用各种各样的无功补偿装置来提高电压质量同时减少传输中的损失并且达到节约能源的效果。运用无功补偿装置在整体上是出于提高我国的电网经济运行水平来考量的。对于各种设备产生的谐波,无疑会一方面严重影响到无功补偿等装置,同时在一定条件下还可能会因为谐波的存在出现一定量的电压从而造成危害。因此,在时间的实践和使用过程当中,对于谐波的管理刻不容缓并且也是至关重要的。
关键字:谐波治理;谐波;危害;措施
1.关于谐波
1.1对于谐波的基本知识
在专业领域内,通常情况下,把谐波定义为对周期性交流信号量进行傅里叶级数分解,然后得到频率为基波频率大于1的的整数倍的量。在我国的日常生活中,我们不难发觉,对于一个为50HZ的供电系统来讲,其五次谐波的频率就为250HZ,11次谐波的频率则为350HZ,进而可以得出其13次的谐波频率可以达到650HZ。
1.2 谐波产生的危害以及对其进行管理的必要性
通常认为,谐波的产生跟一些环流设备和一些非线性的负荷或者与一些具有大容量的整流有着非常密切的关系,正是由于这些的存在,使得电流波形发生了一定程度的畸变,而通过傅立叶级数对于这些畸变的交流量进行分解,可以得到一些基本结论,那就是,基波分量的整数倍的谐波分量为50HZ的频率和基波分量。在电力系统当中,一般使用新式微机或者感应式继电器来对于电力系统进行检测进而起到保护作用,当然这些使用的这些元件其实质都是比较敏感且脆弱的,它们在操作时都会由于产生的谐波使得在操作中进行了误操作或者产生了一些错误的动作,使得正常的操作受到了阻碍,从这种程度上来讲,谐波严重影响到了整个供电系统的正常运行和安全工作。除此之外谐波还会影响到我们的用电质量,电网的安全,对于电力变压器的使用以及用电设备。基于谐波的诸多弊端和危害,对于谐波的管理是非常必要和具有一定的积极意义的。
1.3对于谐波的治理和对于补偿无偿无功功率的重要意义
在对于谐波和无偿无功功率进行治理时,通常情况下会首先滤除高次的谐波,对于这些高次的谐波的滤除工作,一般采用具有较强专业性的滤波装置,在此基础之上再向电网提供容器无功功率。对于容性无功功率的提供主要是为了通过在输配电设备或者一些用电设备的使用途中,减少谐波的发热从而直接达到对于有功功率的节约。同时,如果能够有效的减少谐波在使用过程中进行震动,那么谐波对于电器中的一些敏感元件的影响就会降低,电器中的敏感元件受到的影响越小,那么这些电器的使用寿命都会加长。
2.对谐波进行治理的若干策略
对于谐波的治理,不同的容器和装备应该采用不同的治理方式,现就对比较常见的几种设备进行谐波处理提出若干建设性的意见。
2.1对电弧炉的谐波治理的方式
众所周知,在很多装备的使用过程中都会产生大量的谐波,當然,对于中频炉以及很多大型钢铁厂使用的电弧炉来说,大量的谐波的产生也是各单位非常头疼和迫切需要得到解决的问题。对于这类型的谐波进行治理时,根据具体不同的情况,选择治理的方案也会有所不同。对于谐波波源属于整流的换流的装备来说,要想达到既定目标只要在设计的过程中保证足够的容量并且在低压母线侧加装并联无源滤波器就可达到目地,同时保证关于调谐点和支路数在合理的范围内即可,通过这些措施的运用就能够确保达到既定的目标。当然,对于有些是电弧装置的谐波来说,在普通并联无源滤波器的情况下就可以非常容易的解决这一问题。
2.2对中频炉的谐波治理策略
通常情况之下,一个地区的电网遭受影响会有多方面的因素,中频炉在操作过程中产生的谐波就无疑会对当地的电网产生一定的影响。而这影响的大小,当然要看当地的中频炉的量的大小。当中频的进线电抗器在电感值上比较小或则对于有的用户来说,他们弃用烧毁的空心电抗之时,这些行为都会使得谐波对于当地的电网影响的增大。对于特定的一个地区,其污染的程度会因为线路在负载能力上的差异而有所不同。一般来讲,如果在电器设备上来讲,相关人员采用了可控硅的整流方式进行工作的电器时,就无疑会对这一区域的电网产生影响,并且造成污染,这种污染和影响都是极其严重的。
因此对于中频炉的谐波的治理也不能笼统而概之。我们在对中频炉的谐波进行治理的同时,要考虑诸多的因素,只有在全面考虑诸多因素之后,才能够把这些因素结合起来,从而找出最合适的谐波治理方式。对此,在实际探寻谐波治理方式时,最好能够综合考虑到以下这些因素。
2.2.1 实际操作中,对于有的中频装置它们的容量会相对一般的装置比较大,在这种情况之下,对于高次谐波就会有很大的影响。针对这一特点,相关行业都对此作了一些规定,希望通过相关部门和人员的合作能够把它的影响降到最低,较好的治理谐波。相关行业从业机构建议,对于容量达到了1000KW甚至高于1000KW的中频装置的容器来说,能够使用24脉波或者12脉波是比较理想的方式,对于低于这一数据的中频装置可以选择小于12也就是6脉波整流更佳。
2.2.2除了考虑中频装置在容量上的大小之外,还有一个不容忽略的因素,那就是对于中频装置在实际运用中的工作状态的监控。从中频装置的工作状态中,可以发现一些相当有用的数据和情况。对于中频装置来说,在选择大功率的中频装置时,能够做到尽量使它的输出功率在工作中与一般工作的时间内的输出功率能够比较靠近。因为,对于这类型的机器来说,高次的谐波只有在中频功率自身工作的输出功率最大限度的接近满功率时才能够使其的影响越小。如果其输出功率较小时,那么工频基波和高次的谐波之间的比值无疑会比较小。因此,对于上述提及的,对于在功率容量的选择上,大功率的装置应该最大限度的尽量使它和一般的工作时间的输出功率能够相近或者相仿。
2.3对于整流装置的谐波治理策略
要对整流装置的谐波源进行检测,在检测之后如果谐波的负荷之中既有非特征相的谐波也有具有特征性的谐波,并且它们的含量都不低,那么最有可能的情况就是,这台设备本身在硬件上存在着一定的问题。这种情况之下,需要首先改变对于变压器的接线,然后在对于整流的装置进行处理,最后制定出对其进行治理的综合方案,通过这些途径才能够保证最后出来的滤波效果能够达到既定的要求,同时对于变压器的接线,也应该进行转变。
结语:
在现在的各种工业设备的运作抑或是我国电网的运作之中,相关设备产生的谐波已经产生一些非常严重的危害。针对于谐波产生的种种危害我们探究了一些对于谐波进行治理的措施,通过这些措施使得在实际的操作过程中,能够尽量减少谐波的危害,使得各种设备的使用年限增长,使得电网受到的污染和影响降低,进而提高用电质量和效率,同时也使得由于谐波的治理在其他领域内谐波对其的影响和危害降低,以更好的进行生产和生活。
参考文献:
[1] 柳华宁,王建伯,董志敏. 谐波对电力电缆线路损耗的影响[J]. 河北电力技术. 2009(03)
[2] 刘成君,杨仁刚. 变压器谐波损耗的计算与分析[J]. 电力系统保护与控制. 2008(13)
[3] 刘洪斌,马强. 智能建筑谐波畸变及其防范[J]. 现代制造技术与装备. 2006(05)
[4] 孙宏伟,于希娟,王大为,高树萍. 谐波对电能计量的影响及其仿真分析[J]. 电力电子技术. 2006(04)
[5] 陈新琪,李鹏,胡文堂,徐嘉龙,朱炯,张鹏飞. 电动汽车充电站对电网谐波的影响分析[J]. 中国电力. 2008(09)
关键字:谐波治理;谐波;危害;措施
1.关于谐波
1.1对于谐波的基本知识
在专业领域内,通常情况下,把谐波定义为对周期性交流信号量进行傅里叶级数分解,然后得到频率为基波频率大于1的的整数倍的量。在我国的日常生活中,我们不难发觉,对于一个为50HZ的供电系统来讲,其五次谐波的频率就为250HZ,11次谐波的频率则为350HZ,进而可以得出其13次的谐波频率可以达到650HZ。
1.2 谐波产生的危害以及对其进行管理的必要性
通常认为,谐波的产生跟一些环流设备和一些非线性的负荷或者与一些具有大容量的整流有着非常密切的关系,正是由于这些的存在,使得电流波形发生了一定程度的畸变,而通过傅立叶级数对于这些畸变的交流量进行分解,可以得到一些基本结论,那就是,基波分量的整数倍的谐波分量为50HZ的频率和基波分量。在电力系统当中,一般使用新式微机或者感应式继电器来对于电力系统进行检测进而起到保护作用,当然这些使用的这些元件其实质都是比较敏感且脆弱的,它们在操作时都会由于产生的谐波使得在操作中进行了误操作或者产生了一些错误的动作,使得正常的操作受到了阻碍,从这种程度上来讲,谐波严重影响到了整个供电系统的正常运行和安全工作。除此之外谐波还会影响到我们的用电质量,电网的安全,对于电力变压器的使用以及用电设备。基于谐波的诸多弊端和危害,对于谐波的管理是非常必要和具有一定的积极意义的。
1.3对于谐波的治理和对于补偿无偿无功功率的重要意义
在对于谐波和无偿无功功率进行治理时,通常情况下会首先滤除高次的谐波,对于这些高次的谐波的滤除工作,一般采用具有较强专业性的滤波装置,在此基础之上再向电网提供容器无功功率。对于容性无功功率的提供主要是为了通过在输配电设备或者一些用电设备的使用途中,减少谐波的发热从而直接达到对于有功功率的节约。同时,如果能够有效的减少谐波在使用过程中进行震动,那么谐波对于电器中的一些敏感元件的影响就会降低,电器中的敏感元件受到的影响越小,那么这些电器的使用寿命都会加长。
2.对谐波进行治理的若干策略
对于谐波的治理,不同的容器和装备应该采用不同的治理方式,现就对比较常见的几种设备进行谐波处理提出若干建设性的意见。
2.1对电弧炉的谐波治理的方式
众所周知,在很多装备的使用过程中都会产生大量的谐波,當然,对于中频炉以及很多大型钢铁厂使用的电弧炉来说,大量的谐波的产生也是各单位非常头疼和迫切需要得到解决的问题。对于这类型的谐波进行治理时,根据具体不同的情况,选择治理的方案也会有所不同。对于谐波波源属于整流的换流的装备来说,要想达到既定目标只要在设计的过程中保证足够的容量并且在低压母线侧加装并联无源滤波器就可达到目地,同时保证关于调谐点和支路数在合理的范围内即可,通过这些措施的运用就能够确保达到既定的目标。当然,对于有些是电弧装置的谐波来说,在普通并联无源滤波器的情况下就可以非常容易的解决这一问题。
2.2对中频炉的谐波治理策略
通常情况之下,一个地区的电网遭受影响会有多方面的因素,中频炉在操作过程中产生的谐波就无疑会对当地的电网产生一定的影响。而这影响的大小,当然要看当地的中频炉的量的大小。当中频的进线电抗器在电感值上比较小或则对于有的用户来说,他们弃用烧毁的空心电抗之时,这些行为都会使得谐波对于当地的电网影响的增大。对于特定的一个地区,其污染的程度会因为线路在负载能力上的差异而有所不同。一般来讲,如果在电器设备上来讲,相关人员采用了可控硅的整流方式进行工作的电器时,就无疑会对这一区域的电网产生影响,并且造成污染,这种污染和影响都是极其严重的。
因此对于中频炉的谐波的治理也不能笼统而概之。我们在对中频炉的谐波进行治理的同时,要考虑诸多的因素,只有在全面考虑诸多因素之后,才能够把这些因素结合起来,从而找出最合适的谐波治理方式。对此,在实际探寻谐波治理方式时,最好能够综合考虑到以下这些因素。
2.2.1 实际操作中,对于有的中频装置它们的容量会相对一般的装置比较大,在这种情况之下,对于高次谐波就会有很大的影响。针对这一特点,相关行业都对此作了一些规定,希望通过相关部门和人员的合作能够把它的影响降到最低,较好的治理谐波。相关行业从业机构建议,对于容量达到了1000KW甚至高于1000KW的中频装置的容器来说,能够使用24脉波或者12脉波是比较理想的方式,对于低于这一数据的中频装置可以选择小于12也就是6脉波整流更佳。
2.2.2除了考虑中频装置在容量上的大小之外,还有一个不容忽略的因素,那就是对于中频装置在实际运用中的工作状态的监控。从中频装置的工作状态中,可以发现一些相当有用的数据和情况。对于中频装置来说,在选择大功率的中频装置时,能够做到尽量使它的输出功率在工作中与一般工作的时间内的输出功率能够比较靠近。因为,对于这类型的机器来说,高次的谐波只有在中频功率自身工作的输出功率最大限度的接近满功率时才能够使其的影响越小。如果其输出功率较小时,那么工频基波和高次的谐波之间的比值无疑会比较小。因此,对于上述提及的,对于在功率容量的选择上,大功率的装置应该最大限度的尽量使它和一般的工作时间的输出功率能够相近或者相仿。
2.3对于整流装置的谐波治理策略
要对整流装置的谐波源进行检测,在检测之后如果谐波的负荷之中既有非特征相的谐波也有具有特征性的谐波,并且它们的含量都不低,那么最有可能的情况就是,这台设备本身在硬件上存在着一定的问题。这种情况之下,需要首先改变对于变压器的接线,然后在对于整流的装置进行处理,最后制定出对其进行治理的综合方案,通过这些途径才能够保证最后出来的滤波效果能够达到既定的要求,同时对于变压器的接线,也应该进行转变。
结语:
在现在的各种工业设备的运作抑或是我国电网的运作之中,相关设备产生的谐波已经产生一些非常严重的危害。针对于谐波产生的种种危害我们探究了一些对于谐波进行治理的措施,通过这些措施使得在实际的操作过程中,能够尽量减少谐波的危害,使得各种设备的使用年限增长,使得电网受到的污染和影响降低,进而提高用电质量和效率,同时也使得由于谐波的治理在其他领域内谐波对其的影响和危害降低,以更好的进行生产和生活。
参考文献:
[1] 柳华宁,王建伯,董志敏. 谐波对电力电缆线路损耗的影响[J]. 河北电力技术. 2009(03)
[2] 刘成君,杨仁刚. 变压器谐波损耗的计算与分析[J]. 电力系统保护与控制. 2008(13)
[3] 刘洪斌,马强. 智能建筑谐波畸变及其防范[J]. 现代制造技术与装备. 2006(05)
[4] 孙宏伟,于希娟,王大为,高树萍. 谐波对电能计量的影响及其仿真分析[J]. 电力电子技术. 2006(04)
[5] 陈新琪,李鹏,胡文堂,徐嘉龙,朱炯,张鹏飞. 电动汽车充电站对电网谐波的影响分析[J]. 中国电力. 2008(09)