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無(wú)錫諧波污染治理

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電能質(zhì)量的好壞關(guān)系著一國(guó)經(jīng)濟(jì)的總體效益,在美國(guó)每年就因電能質(zhì)量問(wèn)題造成直接或間接損失260億美元。鑒于此,我國(guó)必須高度重視起電能質(zhì)量治理。

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先來(lái)看諧波污染。諧波是指電壓、電流波形發(fā)生畸變,主要因負(fù)荷的非線性造成。近年來(lái),工業(yè)和居民用電負(fù)荷加大,以及電力電子裝置廣泛使用,導(dǎo)致電網(wǎng)諧波含量不斷上升。諧波污染會(huì)使得電能質(zhì)量下降,甚至影響電力系統(tǒng)的安全性能。

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引起串聯(lián)諧振及并聯(lián)諧振,放大諧波,造成危險(xiǎn)的過(guò)電壓或過(guò)電流。

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3.是用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波:晶閘管整流設(shè)備。由于晶閘管整流在電力機(jī)車(chē)、鋁電解槽、充電裝置、開(kāi)關(guān)電源等許多方面得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,給電網(wǎng)造成了大量的諧波。我們知道,晶閘管整流裝置采用移相控制,從電網(wǎng)吸收的是缺角的正弦波,從而給電網(wǎng)留下的也是另一部分缺角的正弦波,顯然在留下部分中含有大量的諧波。如果整流裝置為單相整流電路,在接感性負(fù)載時(shí)則含有奇次諧波電流,其中3次諧波的含量可達(dá)基波的 30%;接容性負(fù)載時(shí)則含有奇次諧波電壓,其諧波含量隨電容值的增大而增大。如果整流裝置為三相全控橋6脈整流器,變壓器原邊及供電線路含有5次及以上奇次諧波電流;如果是12脈沖整流器,也還有11次及以上奇次諧波電流。經(jīng)統(tǒng)計(jì)表明:由整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近40%,這是最大的諧波源。

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此外,弧電流的波形還有一定的非對(duì)稱(chēng)性。正是由于弧電流是非正弦波,造成電弧加熱設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的諧波污染比較大,而且多為18次以下的低次諧波污染。其實(shí)電焊機(jī)在上世紀(jì)四、五十年代已廣泛應(yīng)用。由于當(dāng)時(shí)電弧加熱設(shè)備量少,電焊機(jī)應(yīng)用的同時(shí)率就更小了,對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的影響比較小,但發(fā)現(xiàn)在燒電焊時(shí),局部低壓電網(wǎng)的電壓和電流變化很大,有較大的諧波影響。


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精煉爐諧波治理

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SVC利用可控硅控制電抗器的等效基波阻抗,不僅受到系統(tǒng)諧波影響大,而且自身會(huì)產(chǎn)生大量的諧波,必須配套采用濾波器組,濾除SVC自身產(chǎn)生的諧波含量;SVG采用三電平單相橋技術(shù),單相可輸出5電平電壓波形,采用載波移相的脈沖調(diào)制方法,不僅受系統(tǒng)諧波影響小,還可以抑制系統(tǒng)的諧波。與SVC相比,SVG采用多重化、多電平或脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)等措施后,大大減少了補(bǔ)償電流中的諧波含量。

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據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國(guó)電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》分析,近年來(lái),電能質(zhì)量治理產(chǎn)品市場(chǎng)需求容量不斷擴(kuò)大,增長(zhǎng)強(qiáng)勁。其中,無(wú)功補(bǔ)償裝置與諧波治理兩大主要產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展最為迅猛,產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量都有大幅提升。

(2)SVG以大功率電壓型逆變器為核心,通過(guò)調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的幅值和相位,或者直接控制交流側(cè)電流的幅值和相位,迅速吸收或發(fā)出所需的無(wú)功功率,實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)功功率的目的。

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對(duì)于諧波分量而言,隱極機(jī)優(yōu)于凸極機(jī),但隨著科技進(jìn)步,可控硅、IGBT等電子勵(lì)磁裝置的投入,使發(fā)電機(jī)的諧波分量有所上升。當(dāng)發(fā)電機(jī)的端電壓高于額定電壓的10%以上時(shí),由于電機(jī)的磁飽和,會(huì)使電壓的三次諧波明顯增加。同樣在變壓器的電源側(cè)電壓超過(guò)額定電壓10%以上時(shí),也會(huì)使二次側(cè)電壓的三次諧波明顯增加。由于電網(wǎng)電壓偏移在±7%以下,所以發(fā)電、變電設(shè)備產(chǎn)生的諧波分量都比較小,比國(guó)家的考核標(biāo)準(zhǔn)低的多,因此發(fā)電、變電設(shè)備不是影響電網(wǎng)電壓波形方面質(zhì)量的主要矛盾。

交流整流直流用電設(shè)備的諧波產(chǎn)生的原因是由于整流設(shè)備有一個(gè)閥電壓,在小于閥電壓時(shí),電流為零。這類(lèi)用電設(shè)備為了提供平穩(wěn)的直流電源,在整流設(shè)備中加入了儲(chǔ)能元件(濾波電容和濾波電感),從而使閥電壓提高,加激了諧波的產(chǎn)生量。為了控制直流用電設(shè)備的電壓和電流,在整流設(shè)備中應(yīng)用了可控硅,這使得該類(lèi)設(shè)備的諧波污染更嚴(yán)重,而且諧波的次數(shù)比較低。

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