关键词:谐波 危害 防治措施
电网的谐波含量是电能质量的重要指标之一,全面保障电能质量是电力企业和用户共同的责任和义务。供电企业很重视对电气化经铁路、电弧炉、中频炉、变流器等专变及以上用电客户谐波源的检查和管理,随着科技进步和人民生活水平提高,城市中接入公用低压线路非线性用电设备数量和比重迅速增大,如个人电脑、打印机、电信设备、含电感性的照明灯具、电视机、变频空调、洗衣机、充电器、微波炉、电梯等均是谐波的重要来源,这些设备大多数都是小用电设备,但数量极多,它们的整体谐波对配电网影响不容忽视。日本调查显示,来自民用的谐波污染占总谐波量的40％。
1 城市居民用电设备谐波的特点
(1)谐波电流以3次、5次、7次为主。如家电中的电视机。普通电视机采用全波整流,利用晶闸管在电源电压峰值时触发,所以电视机
的电流波形为脉冲形(如图1),接于同一电源的电视机群电流脉冲基本上是同时发生,所以其主要谐波电流几乎是同相位的叠加。由于城市中电视机数量巨大,晚上又是收视高峰时段,所以谐波电流畸变率极大,谐波影响很大。欧洲发生过电视机谐波严重污染伦敦城网电压质量的报告,电视机也曾使美国某230kV超高压电网的谐波电压明显升高。
(2)城市住宅密集区非线性负荷单个设备用电容量小,同时使用率高,设备总数量大,p
2 谐波的危害
城市配网中的谐波电压和谐波电流,不但能使配电系统中电气设备、电子设备、智能化系统用电环境恶化,并对周围的通讯系统产生干扰。对电力系统和用电设备的主要危害大致有如下几方面。
(1)使电动机产生附加损耗和发热、产生脉动转矩和噪音。使电力变压器线圈发热,加速绝缘老化,寿命缩短、引起附加损耗和噪音。
(2)对电力系统中断路器、剩余电流保护器、继电器等保护、自控装置产生干扰,造成误动作。
(3)家电、照明设施寿命缩短或损坏。
(4)造成电流表、电压表、功率表、特别是电能表测量误差,给造
成供电企业或用电客户的经济损失。
(5)对临近的通讯线路产生静电干扰和电磁干扰。
(6)使配电线路损耗增大、发热、缩短绝缘寿命,甚至引起短路、火灾、停电。
(7)由于谐波,使电压突变造成电子设备损坏、出现误动作,影响计算机程序正常运行。造成数据丢失,甚至损坏硬件,引起楼宇自动化、消防报警系统、安全防范系统误动作,甚至无法工作。
3 供电企业的防范措施
谐波主要是造成供电企业配电设备的危害,城市配网工程的资金投入一般是供电企业或房地产开发商,笔者认为应从以下方面采取防范措施。
(1)供电企业自身应重视城市居民用电设备谐波的危害和防治。笔者本人作为用电检查人员负有在受电端电压质量,冲击性、非线性、非对称性负荷运行状况及治理措施的检查职责,但工作中一般仅限于对较大专变客户的用电设备,如电弧炉、中频炉、变流器等设备的重视,要求竣工验收时必须提供谐波合格的报告。至于日常检查管理中因无设备仪器,基本未开展过,更不用说城市配网中的广大居民客户的谐波污染、危害,各级工程设计人员、用电检查人员从未重视过,至于
检测、检查更是无从谈起。建议加强用电检查人员或配网运行人员的培训,配备价格便宜、便携式、可简单定性定量分析的谐波测试仪,将城市低压配网中的谐波检测作为用电检查人员或配网运行人员常规性工作来抓。
(2)认真做好配网规划、设计,业扩报装时居民小区用电的设计、审查、验收工作,要充分考虑到居民用电设备的谐波污染,可研报告或设计方案中要有防范措施,要建立完善的技术资料档案。对现有非线性用电设备,供电企业要采取有效手段,积极推广治理谐波的新技术,切实抓好超标客户的谐波管理。如我国1993年颁布GB/T14549《电能质量-公用电网谐波》规定:注入公共连接点的谐波电流允许值的用户,必须安装电力谐波滤波器,以限制注入公用电网的谐波。要求加入运行的用电设备,经过试验证实,符合该标准限值才允许接入配电系统中。《电业营业规则》第5章第55条也明确规定:电网公共连接点电压正弦波畸变率和用户注入电网的谐波电流不得超过国家标准GB/T14549的规定。用户的非线性阻抗特性的用电设备接入电网后运行所注入电网的谐波电流和引起公共连接点电压正弦波畸变超过标准时,用户必须采取措施予以消除。否则,供电企业可中止对其供电。
(3)采取有效的技术手段和专项资金投入。如采用Dyn接线的变压器,使负荷产生的谐波电流在△绕组中形成环流,不致注入公共电网;尽量做到三相负荷平衡;单相负荷多的回路,中性线截面不能小于相线截面;装设谐波滤波器或静止型动态无功补偿器等。
4 结语
供电企业把电能质量作为社会承诺的内容之一,而谐波增加会导致电能质量的降低,供电企业应引起高度重视,在取得电力主管部门的支持下,采取有效的措施,切实做好谐波整治工作,确保供用电安全。
参考文献
[1]张直平,李芬辰.城市电网谐波手册. [2]林海雪,等.电力网中谐波.
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