提高電能質(zhì)量，加強(qiáng)諧波治理
電能既是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用，清潔方便且容易傳輸、控制和轉(zhuǎn)換的能源形式，又是一種由電力部門(mén)向電力用戶提供，并由供用電雙方共同保證質(zhì)量的特殊產(chǎn)品。隨著工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的用電量不斷增加，電氣化程度越來(lái)越高，新工藝、新技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)方面，越來(lái)越多的用戶采用了性能好、效率高但對(duì)電源特性變化敏感的高科技設(shè)備，電力用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求在不斷提高。與此同時(shí)，許多新型的電氣設(shè)備在其運(yùn)行中會(huì)向電力系統(tǒng)注入各種電磁干擾，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和用電設(shè)備的正常工作造成的危害與影響不斷增加，電能質(zhì)量問(wèn)題日益突出，引起了供電部門(mén)和廣大電力用戶的普遍重視。
一、電能質(zhì)量基本概念
在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電能質(zhì)量這一技術(shù)名詞涵蓋著多種電磁干擾現(xiàn)象。但由于工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)行業(yè)對(duì)電能質(zhì)量認(rèn)識(shí)上的不同和使用名詞上的不統(tǒng)一，長(zhǎng)期以來(lái)人們?cè)诿枋龈鞣N各樣電壓和電流干擾電力供應(yīng)及電氣設(shè)備正常工作的電磁現(xiàn)象時(shí)，所提出的專業(yè)名詞的含以上很不準(zhǔn)確，使用很不規(guī)范，嚴(yán)重影響了電能質(zhì)量工作的開(kāi)展。如，“電能質(zhì)量”在英文用詞方面有人使用“Electric Power Systems Quality”,有人使用“Quality of Power Supply”等。1968年，一片關(guān)于美國(guó)海軍電子設(shè)備用電源規(guī)范要求的研究論文*先規(guī)范使用了“Power Quality”這一專業(yè)術(shù)語(yǔ)。與此同時(shí)，前蘇聯(lián)等**也開(kāi)始使用“Voltage Quality”,用來(lái)反映電壓復(fù)制的緩慢變動(dòng)和電源實(shí)際頻率與理想頻率的偏差。后來(lái)，越來(lái)越多的研究者表現(xiàn)出對(duì)電能質(zhì)量或電壓質(zhì)量的關(guān)心，電氣工程界在關(guān)于電能質(zhì)量問(wèn)題應(yīng)采用規(guī)范的技術(shù)名詞上逐漸趨向一致。國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)委員會(huì)正式通過(guò)采用“Power Quality”術(shù)語(yǔ)的決定。我國(guó)**標(biāo)準(zhǔn)中已正式更名采用國(guó)際通用的英文名詞。隨著人們對(duì)電能質(zhì)量現(xiàn)象認(rèn)識(shí)的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的廣泛交流，電能質(zhì)量領(lǐng)域的技術(shù)術(shù)語(yǔ)正在不斷充實(shí)和完善。
迄今關(guān)于電能質(zhì)量的定義概括起來(lái)主要有以下三種：
1 合格的電能質(zhì)量是指，提供給敏感設(shè)備的電力和為其設(shè)置的接地系統(tǒng)均適合于該設(shè)備正常工作。
2造成用電設(shè)備故障或誤動(dòng)作的任何電力問(wèn)題都是電能質(zhì)量問(wèn)題，其表現(xiàn)為電壓、電流或頻率的偏差。
3電能質(zhì)量就是電壓質(zhì)量，合格的電能質(zhì)量應(yīng)當(dāng)時(shí)恒定頻率和恒定幅值的正弦波形電壓與連續(xù)供電。
由此看出，電能質(zhì)量也可以定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差。電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃邊、三相不平衡、暫時(shí)或瞬態(tài)過(guò)電壓、波形畸變、電壓暫降與短時(shí)間中斷以及供電連續(xù)性等。
二、電能質(zhì)量分類
1、對(duì)于電能質(zhì)量現(xiàn)象可以根據(jù)不同基礎(chǔ)來(lái)分類，主要有瞬變現(xiàn)象、短時(shí)間電壓變動(dòng)、長(zhǎng)時(shí)間電壓變動(dòng)、變壓不平衡、波形畸變、電壓波動(dòng)、工頻變化七類現(xiàn)象。
2、按照電能質(zhì)量擾動(dòng)現(xiàn)象的兩個(gè)重要表現(xiàn)特征---變化的連續(xù)性和事件的突發(fā)性為基礎(chǔ)分為兩類。其中變化性的重要特征表現(xiàn)為電壓或電流的幅值、頻率、相位差等在時(shí)間軸上的任一時(shí)刻總是在發(fā)生著小的變化；事件型的重要特征表現(xiàn)為電壓或電流短時(shí)嚴(yán)重偏離其額定值或理想波形。
三、諧波主要來(lái)源
?1、變頻器是電網(wǎng)諧波的主要來(lái)源
變頻器時(shí)工業(yè)調(diào)速領(lǐng)域中應(yīng)用叫廣泛的設(shè)備之一，目前已在石化企業(yè)大量使用。變頻器一般采用交—直—交結(jié)構(gòu)（如圖一所示），它是把工頻（50HZ）變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，變頻調(diào)速裝置用于交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，調(diào)速范圍廣、節(jié)能顯著、穩(wěn)定可靠。
?2、中頻爐是電網(wǎng)諧波的主要來(lái)源
中頻爐是一種將工頻50HZ交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l（300HZ以上至1000HZ）的電源裝置，把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的中頻電流，供給由電容和感應(yīng)線圈里流過(guò)的中頻交變電流，在感應(yīng)圈中產(chǎn)生高密度的磁力線，并切割感應(yīng)圈里盛放的金屬材料，在金屬材料中產(chǎn)生很大的渦流. 這種渦流同樣具有中頻電流的一些性質(zhì)，即，金屬自身的自由電子在有電阻的金屬體里流動(dòng)要產(chǎn)生熱量．廣泛用于有色金屬的熔煉，主要用在熔煉鋼、合金鋼、特種鋼、鑄鐵等黑色金屬材料以及不銹鋼、鋅等有色金屬材料的熔煉，也可用于銅、鋁等有色金屬的熔煉和升溫，保溫，并能和高爐進(jìn)行雙聯(lián)運(yùn)行。
?3、諧波的其他來(lái)源
諧波還有其他的來(lái)源，各類生產(chǎn)用電如電鍍、電泵等，生活用電中如電視機(jī)、電腦、熒光燈等采用開(kāi)關(guān)電源或其他電力電子技術(shù)的裝置，單獨(dú)來(lái)看，所產(chǎn)生的諧波非常微小，但是由于其數(shù)量的極其龐大，也是不可忽視的一部分。 諧波對(duì)電網(wǎng)中的電氣設(shè)備有著嚴(yán)重危害，而且有愈演愈烈的趨勢(shì)，通過(guò)對(duì)上半年我縣的電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀的分析發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)設(shè)備和用戶設(shè)備受用戶諧波源的影響增大，設(shè)備受損現(xiàn)象日益增多。
四、諧波危害
?1、加大企業(yè)的電力運(yùn)行成本
?2、降低了供電的可靠性
?3、導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作
?4、影響通訊系統(tǒng)正常工作
?5、使電容補(bǔ)償不投切，損壞
?6、自動(dòng)控制裝置誤動(dòng)作
五、治理諧波，提高電能質(zhì)量
?1、有源濾波器
有源濾波器（Active Power Filter，簡(jiǎn)稱APF）是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。
有源電力濾波裝置的基本原理是從電網(wǎng)中檢測(cè)出諧波電流，經(jīng)內(nèi)部芯片快速計(jì)算、分析、比較，控制主功率單元產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等而極性相反的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波成分。這種濾波器能對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響。該有源電力諧波濾波裝置, 引進(jìn)美國(guó) TMS320F2812 芯片，根據(jù)*新的瞬時(shí)無(wú)功功率理論，應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（DSP），脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM），智能化功率單元技術(shù)（IPM），觸摸屏技術(shù)（GP）等前沿科技，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)消除諧波，平衡三相負(fù)荷，是一種高技術(shù)含量，濾波效率*理想諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償產(chǎn)品。
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