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從四方面看諧波治理節能重要性

  隨著科技的發展,節能已經成為各種技術發展的必然趨勢。很多企業和公司都致力于節能技術的突破,我公司更是特別重視節能方面的進展,并且已經取得了一定的成果。那么就根據我們的經驗來談談諧波治理的必要性吧。
    第一、政策的支持。國家電力規則:無功功率平衡應在現場,用戶應在增加消費的自然功率因數的基礎上設計和安裝諧波治理裝置,并與負載電壓的變化及時切入或刪除,以防止無功功率反饋。提高電力公司(即無功補償)功率因數,公司發電節能淘汰率是企業的重要組成部分。
    第二、國家需求。在我們國家,對于能源控制的需求尤為迫切,因為中國正面臨著長期的電力短缺和緊張。日本能源研究所的報告指出:目前中國的電力緊缺是9.93%,到2010年上升至15%。再者,中國未來的電能市場也受到了電能來源的潛在巨大威脅,所以諧波治理裝置的安裝就尤為重要了,它可以提高電力設備的免維護率,為國內公司企業節約能源。
    第三、業務需要。許多企業對諧波治理的節能一億缺乏認識,不理解為什么安裝,僅僅是因為電力供應部門移交的罰款才被迫安裝?陀^地說,諧波控制和無功補償對電力部門有許多好處,但企業本身有很多好處:
1,電力部門對企業提供了功率因數的標準,如果達不到標準,他們將采取罰款,收取電費等措施,提高功率因數盡量消除罰款。
2,電網安裝無功補償裝置可以減少無功功率,從而增加了有源電力輸電網容量,提高設備的利用率。
3,變壓器輸出不夠的時候,無功補償裝置的安裝可以提高功率因數可提高變壓器的負載能力。
    第四、能源危機問題。能源的開發和利用是一個全球性的問題,它直接關系到整個人類社會的生存和發展,目前全球沒有一個國家不在努力尋找解決能源問題的有效方法。能源資源是有限的,關鍵要解決能源問題自然就歸到了能量控制和節約能源。諧波治理無功補償能有效地節約能源,降低電力消費單位支出。
    我公司自主研發和生產的無功補償諧波治理裝置,有頂級的技術人員和先進的設備技術。主要產品有源電力濾波器、有源濾波器、各種變壓器和電抗器等。我們竭誠為您提供全方位的服務,提高電能質量,凈化電網環境,為節能減排做出貢獻。

在實際使用過程中,經常遇到變頻器諧波干擾問題,下面簡單介紹諧波治理的實例、諧波傳播途徑及有效治理諧波干擾的方法。
  1.抑制諧波干擾實例
    例1,某變頻控制系統,由兩臺變頻器組成,且在同一柜體內,變頻器調頻方式均為電位器手調方式,運行某一臺變頻器時,工作正常,兩臺同時運行時,頻率互相干擾,即調節一臺變頻器的電位器對另一臺變頻器的頻率有影響,反過來也一樣。開始我們認為是電位器及控制線故障,排除這種可能后,斷定是諧波干擾引起。
  解決辦法:把變頻器輸入線與輸出線分開,分別走各自的電纜溝,選用大一號截面的電纜換原先電纜,輸出端與電動機之間的電纜長度盡可能短。通過諧波治理處理后,發熱故障排除。對現場出現的各種變頻器高次諧波干擾,基本上都能照以上介紹的方法順利抑制,但對諧波成分及幅度要求很嚴的設備,徹底抑制高次諧波干擾非常困難,有待進一步攻關解決。
    例2,某變頻控制系統,切換兩套機泵,原先機泵是靠自耦降壓啟動工頻運行正常,現改為變頻運行,雖能實現調頻減速功能,但變頻器輸出端到電動機間的輸出線嚴重發熱,電動機外殼溫升加重,經常出現保護跳閘。這是由于變頻器輸出電壓和電流信號中包含PWM高次諧波,而諧波電流在輸出導線和電動機繞線上形成附加功率損耗。
  解決辦法:把其中一只電位器移到其他柜體固定,且引線用屏蔽信號線,結果干擾減弱。為了徹底進行諧波治理干擾,重新加工一個電控柜,并與原柜體一定距離放置,把其中的一臺變頻器移到該電控柜,相應的接線及引線作必要的改動,這樣處理后,干擾基本消除,故障排除。
  例3,某變頻切換控制系統,變頻器啟動運行正常,而鄰近液位計讀數偏高,一次表輸入4mA時,液位顯示不是下限值;液位未到設定上限值時,液位計卻顯示上限,致使變頻器接收停機指令,迫使變頻器停止運行。這顯然是變頻器的高次諧波干擾液位計,干擾傳播途徑是液位計的電源回路或信號線。
    解決辦法:將液位計的供電電源取自另一供電變壓器,諧波干擾減弱,再將信號線穿入鋼管敷設,并與變頻器主回路線隔開一定距離,經這樣處理后,通過諧波治理液位計工作恢復正常。
  例4,某變頻控制液位顯示系統,液位計與變頻器在同一個柜體安裝,變頻器工作正常,而液位計顯示不準且不穩,起初我們懷凝一次表、二次表、信號線及流體介質有問題,更換所有這些儀表、信號電纜,并改善流體特性,故障依然存在,而這故障就是變頻器的高次諧波電流通過輸出回路電纜向外輻射,傳遞到信號電纜,引起干擾。
  解決辦法:液位計信號線及其控制線與變頻器的控制線及主回路線分開一定距離,且柜體外信號線穿入鋼管敷設,外殼良好接地,故障排除。
  2.變頻器諧波產生機理
  變頻器的主電路一般為交-直-交組成,外部輸入380V/50Hz的工頻電源經三相橋路不可控整流成直流電壓信號,經濾波電容濾波及大功率晶體管開關元件逆變為頻率可變的交流信號。在整流回路中,輸入電流的波形為不規則的矩形波,波形按傅立葉級數分解為基波和各次諧波,其中的高次諧波將干擾輸入供電系統。在逆變輸出回路中,輸出電流信號是受PWM載波信號調制的脈沖波形,對于GTR大功率逆變元件,其PWM的載波頻率為2~3kHz,而IGBT大功率逆變元件的PWM最高載頻可達15kHz。同樣,輸出回路電流信號也可分解為只含正弦波的基波和其他各次諧波,而高次諧波電流對負載直接干擾。另外高次諧波電流還通過電纜向空間輻射,諧波治理干擾鄰近電氣設備。
  3.抑制諧波干擾常用的方法
  諧波的傳播途徑是傳導和輻射,解決傳導干擾主要是在電路中把傳導的高頻電流濾掉或者隔離;解決輻射干擾就是對輻射源或被干擾的線路進行屏蔽。諧波治理具體常用方法:(1)電動機和變頻器之間電纜應穿鋼管敷設或用鎧裝電纜,并與其他弱電信號在不同的電纜溝分別敷設,避免輻射干擾。(2)信號線采用屏蔽線,且布線時與變頻器主回路控制線錯開一定距離(至少20cm以上),切斷輻射干擾。(3)變頻器使用專用接地線,且用粗短線接地,鄰近其他電器設備的地線必須與變頻器配線分開,使用短線。這樣能有效抑制電流諧波對鄰近設備的輻射干擾。(4)變頻系統的供電電源與其他設備的供電電源相互獨立,或在變頻器和其他用電設備的輸入側安裝隔離變壓器,切斷諧波電流。(5)在變頻器輸入側與輸出側串接合適的電抗器,諧波治理也可以安裝諧波濾波器,濾波器的組成必須是LC型,吸收諧波和增大電源或負載的阻抗,達到抑制諧波的目的。


【上一個】 目前解決諧波治理污染問題是重要課題 【下一個】 電力系統諧波治理及濾波技術


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