电网谐波污染如何治理？

2024-12-12 18:31:39

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回答1：

　　电能是当今世界上应用最为普遍的能源方式。在电能的使用过程当中，许多供电环节和用电设备都会产生对电能的浪费，并且这些电能的浪费比重已经到了不可忽视的程度。造成电能浪费的主要原因之一是由于恶劣的电压质量即电压波形畸变，包括电压的闪变??、瞬时过电压??、谐波畸变?、各相电压不平衡等情况；其次恶劣的电流质量，即电力电子设备等非线性负荷给电网带来的电流畸变，包括流入电网的谐波电流，以及无功、不平衡负荷电流、低频负荷变化造成的闪烁等。具体主要体现在：
　　（1）电网谐波污染，导致输电线路、变压器和电机损耗增加，浪费日趋宝贵的能源；
　　（2）变压器、旋转电机等铁芯磁感应环流增加，大大加大电气设备发热损耗，增加功耗；加速绝缘老化，影响设备寿命；甚至发生机械谐振，旋转电机转速不稳，烧毁旋转电机；
　　（3）电线电缆等集肤效应增大，发热损耗增加；加速绝缘老化，影响寿命；
　　（4）电力系统继电保护误启动，误动作跳闸，拒动和损坏，常引起事故或扩大停电事故；
　　（5）计算机、数据传送和自动控制系统数据丢失，误显示，误动作，元件损坏；
　　（6）电能表等计量装臵误差增大，不能正确计量电能。无功补偿电力电容器组的谐波电压会加速电容器的老化，使电容器的损耗系数增大、附加损耗
　　增加，从而容易发生故障和缩短电容器的寿命。另一方面，电容器的电容与电网的感抗组成的谐振回路的谐振频率等于或接近于某次谐波分量的频率时，就会产生谐波电流放大，使得电容器及熔断器因过热、过电压等而不能正常运行甚至烧毁；
　　（7）大量变频器的使用后，没有足够重视变频器的使用所带来的电流谐波的污染；
　　（8）大量晶闸管的使用后，电流谐波给供电网带来的污染；
　　（9）大功率交流电机和众多交流电机的使用，供电电网的功率因数过低；?????（10）冲击性负载给供电电网造成的电压波动甚至闪变等。
　　如此恶劣的用电环境，直接影响到用电设备本身的使用寿命。如何根据电网或用电设备的情况，采取有效措施和合理可行的技术方案，避免或者减轻用电污染、减少电能损耗、降低线损率是供电部门和用户共同的责任。
　　解决方案
　　采用先进技术是治理谐波污染及减少电能损耗的有效途径。电力设备市场推出无源滤波器及有源电力滤波器（APF）、串联有源电力滤波器（AVQR）和静止无功功率发生器（SVG）以及电能质量控制器等新技术、新新产品能够有效的治理谐波污染，改善用电质量及供电环境，减少电能损耗、节约能源。具体表现在：
　　（1）消除谐波，提高电源的质量：当电网供电中使用了较大的非线性负载时（例如：可控硅、二极管电源等），就会给电网产生严重的电流谐波，极大地破坏了供电环境。使用Sinpower并联有源电力滤波器（APF）,即可有效的解决电网严重的电流谐波，同时也改善电压谐波。用电设备的可靠性、安全性、发热量的降低都得到改善。
　　（2）提高功率因数，节约电费：一般情况下解决功率因数过低时是加装电容器组，分组投切，可以将功率因数提高。但电容器组投入的同时很容易将某次的电流谐波放大，严重的造成供电开关跳闸、电容器经常损坏等。将电容器组改为Sinpower无源滤波器既提高功率因数又消除一部分谐波。如果已加装了电容器组放大了电流谐波造成电容器组投入失败，说明电网中存在大量谐波，另一有效的方法是使用Sinpower并联有源电力滤波器（APF），将谐波消除。就可安全的将电容器组投入了，还有采用静止无功功率发生器（SVG），既可以提高功率因素又可以消除谐波，它不存在放大某次谐波和与系统谐振问题。
　　（3）解决供电电压三相平衡和谐波问题：由于三相电压不平衡造成运行温升过高，出现机械噪音，以及单相负载造成的3次谐波，不但浪费了电能，还对用电设备带来损坏，同时中线电流过大，给供电电网造成很大的隐患。使用Sinpower三相四线并联有源电力滤波器（APF），不但可调整中线电流解决三相不平衡，还可消除有单相负载造成的3次谐波。特别是应用在办公大楼以及金融机构。
　　（4）供电电压三相平衡和无功问题：现在的楼宇供电存在许多三相不平衡现象，并且功率因数不高。由于楼宇供电的特殊性?——?负载的不规则变化，如果用电容器组投切明显不合理。使用Sinpower三相四线静止无功功率发生器（SVG），可调整中线电流解决三相不平衡，还可自动跟踪负载的变化调整功率因数，使电网的功率因数保持在0.95以上。
　　（5）消除供电电网持续过低、持续过高现象：小功率（400kVA以下）供电，电压不稳、谐波严重，负载在糟糕的供电环境中无法正常工作。使用Sinpower串联有源电力滤波器（AVQR），可将供给负载的电压稳定在国家要
　　求的范围内，消除供电电网中的谐波。同时解决电网中的闪变、突升、突降、电网持续过低、持续过高等电能质量问题。
　　（6）电能质量的综合治理：供电电网中谐波严重、三相不平衡、功率因数过低三种情况同时出现也时有发生，而用电设备经常误动作、发热、损坏、用电效率下降，解决以上问题的最好办法?——?使用Sinpower电能质量控制器。有效控制供电电网中的所有问题。
　　（7）大功率供电电网无功与谐波的治理：大型工矿企业中，大功率非线性负载较多，各种交流电机也较多，因此所需无功也较多，谐波和功率因数都存在很大的问题。使用Sinpower混合有源电力滤波器，将无源电力滤波器与有源电力滤波器混和使用，根据供电系统的要求，设计合理的混合方案，做到性价比最优。使用者不但提高功率因数而且有效降低供电电网的谐波，是大功率供电系统的优选方案。
　　（8）高压混合有源电力滤波器：在高压6kV、10kV、35kV的供电电网中，无源滤波器已大量使用并且有很好的滤波效果，但无源滤波器在较复杂的供电系统中可能会产生谐振或为躲避谐振点而降低了滤波效果。使用?SINPOWER高压混合有源电力滤波器后，由于有源电力滤波器控制高压无源滤波器，避免谐振的产生，滤波器始终工作在较佳的滤波状态。

回答2：

我国将加强低压配电网三次谐波污染治理从国家经贸委节能信息传播中心日前举行的“三次谐波滤波器专家评审会”上了解到，三次谐波对电网的危害日渐严重，谐波治理已不容忽视。在欧洲IEC和我国GB/T14549标准的基础上，国家准备出台强制性规范限制电网中的谐波，为此电力设备供货方和用户有必要预作准备。专家介绍说，三次谐波污染主要存在于低压配电网中。对电网危害主要有：功率损耗增加、设备寿命缩短、接地保护功能失常、遥控功能失常、电网过热等。对配电站，谐波会造成电子器件误动作、电容器损坏、附加磁场、中性线过载和电缆着火。电网谐波产生的原因是整流器、UPS电源、电子调速装备、荧光灯系统、计算机、微波炉等电力电子设备和电器设备的使用。在这些设备集中使用的地区，如工厂车间、公寓大厦、居民小区、写字楼、酒店商厦等，谐波污染相当严重，电源质量明显下降。特别是三次谐波会产生特别高的中线电流，甚至会超过相电流值，因此造成电器设备寿命大为减短，电网过热，甚至可能引起火灾。电力谐波也是一种污染，基于其可能造成负面影响，各国纷纷出台治理措施。主要是制定相关标准，包括对产生谐波设备的限制要求；分析现有电网和待建电网中的谐波情况，局部重组电网结构；分离或隔离产生谐波的设备，使用滤波器等。长期以来，国内供电系统和用户较少注意到电网中谐波的危害，但电力供应和供电质量是不可分割的。我国将于今年年底或明年年初出台谐波控制强制性规范，强化对三次谐波污染的治理。国内一些企业已开始重视谐波的污染，投资安装谐波滤波器，取得了节能和提高电网品质的双重效果。此次专家评审会对ABB公司的三次谐波滤波器进行了综合评定。专家经过理论分析和实际测定，认为ABB公司无源串联滤波器技术先进，安全可靠，对清除三次谐波污染效果十分显著，增加了电网系统的可靠性和现有网络和配电柜的负载能力，提高了低压电网的效率，可延长灯具和设备中电容器的寿命，可进行大规模推广。专家认为，世界上包括我国的一些建设物突发火灾被证明与电力谐波有关。目前节能灯、调光器和电器设备中开关电源应用普遍，这些终端设备作为谐波源，对电网的危害很大。经测定，应用电器设备较多的酒店商厦、住宅小区、网吧、机房等，在没有采取滤波等措施前中线电流都很大，虽可通过加大线径来提高安全因素，但经济性很差。目前，电力消费的趋势是高效率用电与高质量用电相接合。进行谐波治理，提高电力品质是第一位的，其次是节能。谐波治理是个综合治理过程，一方面是从源头抓起，加强设备的管理防止谐波的产生，更重要的一方面是提高认识，积极进行谐波治理，防止灾害产生。据悉，国家经贸委节能信息传播中心将对三次谐波滤波器进行综合评价，并制作出节能案例进行传播。

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