电力系统谐波治理技术

点赞:4026 浏览:13701 近期更新时间:2024-03-05 作者:网友分享原创网站原创

摘 要:随着现代经济的高速发展,电力成为了我国经济发展构成中的重要推动资源,电力技术在各个领域中的广泛应用,电力电网在应用的过程中进而为我们带来了严峻的谐波污染问题.电网谐波问题的出现,严重的威胁了电网设备的安全运作以及经济性.本文将主要结合笔者的工作经验,针对电网谐波治理提出详尽的探讨,旨在能够为我国电网中的谐波问题治理提供充分的理论依据.

关键字:电网谐波危害治理

中图分类号:TM714文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)04(c)-0125-02

1谐波的界定及产生原因

由于交流电网有效分量为工频单一频率,任何与工频频率不同的成分都被称为谐波.通常来说谐波的展现是一个周期电气量的正弦波分量,其频率是基波频率的整数倍数[1].由于正弦电压加压于非线性负载,基波电流发生畸变产生谐波.因此来说在电网运作的过程中非线性负荷是形成电网谐波的主要原因.通常在电网中主要具有非线性负荷的是UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等,通常来说以上电网中常用到的设备是谐波产生的主要源头设备.在电力网络运作的过程中主要分为发电、输电、配电、用电四大环节,其中各个环节都有可能产生谐波,总体来说四大环节中用电的过程中产生的谐波最多.

发电过程中产生的谐波通常来说较为微弱,主要来源于发电机的使用;发电机在使用的过程中只有达到三相绕组完全对称的情形之下才不会有谐波的产生,但由于现怎么发表电机制作工艺以及环境等多方面的因素的问题,达到发电机三相绕组对称现象的绝对出现是一大难点,但由于其在发电的过程中产生的谐波较少通常不是谐波治理过程中的主要问题.

输电配电过程中必然使用的设备是电力变压器,因变压器内铁心饱和,磁化曲线的非线特性以及额定工作磁密位于磁化曲线近饱和段上等诸多因素,致使磁化电流呈尖顶形,内含大量奇次谐波[2].通常来说电力变压器铁心的饱和度越高,其在使用的过程中产生的谐波也就相对越大.

用电过程中谐波的产生是最大的,其主要是展现于使用晶闸管式整流设备、变频装置、充气电光源以及常规家庭使用的电器等设备所释放出的谐波.晶闸管式整流设备由于在充电装置以及开关电源等处被广泛的运用,因此其所在使用的过程中产生的谐波通常也较多;据相关资料统计显示,在现代谐波中由于晶闸管式整流设备产生的谐波占据的比例已经高达百分之四十.同样在变频装置以及充气电光源等设备使用的过程中也会一定程度的产生谐波,但由于其都是在用电环节中所产生的谐波,因此在整体电网运作的过程中用电环节所产生的谐波是先进谐波危害的主要源头.

2谐波的主要危害

关于电网谐波的概念界定以及主要产生原因上一章节已经进行了充分的论述,那么在实际的运作中,电网谐波具有怎样的危害呢?概括性的来说在电网运作的过程中电网谐波所产生的主要危害展现为以下方面:首先,谐波对于配电网络系统的危害.在配电网络系统中一般来说都采用一些电磁式继电器以及感应继电气元件对于配电常规的设备进行保护以及测量,而通常来说谐波的出现会一定程度上引起以上元件的误动或是拒动;由于上述元件在实际的电网系统运作过程中都是为了有效保障配电网络的稳定,因此无论是误动还是拒动的现象出现都会在一定程度上引起配电网络系统的整体安全运营.其次,谐波会对于电力网络设备形成一定的危害.在电网运作的过程中谐波的出现能够在一定程度上对于多种电力设备形成不同方面的危害以及影响.例如谐波通常会对于电力变压器形成一定的铜损以及铁损,影响变压器在电网变压中稳定正常的动作.谐波对于电力电容器也具有很大的影响,谐波的出现会导致导致电容器的损耗加大,加速老化从而影响电容器的正常使用.电能表是评价电能消耗重要而基本的测量工具,是用户缴费的凭证,而谐波可能使电能计量产生较大误差,严重时会导致计量混乱;同样,谐波也是引起滤波装置误启动,保护误动和拒动的重要因素;此外,谐波会通过静电感应电磁感应以及传导等多种方式耦合进通讯系统,影响它们的正常运行[3].再次谐波对于人体健康的危害.谐波的出现通常会携带一定程度的噪音,谐波产生的噪音往往极度容易形成变电所的噪声污染超标,从而影响从事电力工作人员的身心健康.同时在电力人员工作的过程中,或是在普通人在使用电器的过程中,只要该设备发射出谐波,那么谐波就一定程度上会对于人体的细胞形成刺激,从而使得正常的细胞形成翻转,当人体细胞的翻转频率与谐波较为相同时,就会进一步的影响到人体的大脑与心脏的健康.

通过上文中对于谐波特性的分析,笔者认为对于谐波的治理其思路主要应当从两大方面进行展开,首先,强化对于谐波的隔离,非线性用电设备是谐波产生的主要源头,谐波隔离需要对于非线性用电设备产生谐波的控制,减少对于其他层级电网的影响.其次,滤波器的安装使用,滤波器是现今技术手段抑制谐波危害的最佳代表,其通常主要分为有源以及无源两种,在实际的使用过程中有源以及无源却有着很大程度的不同.有源滤波器其运作原因主要是通过对于电源侧的电流波型与正弦波相比较,同时由有源滤波器进行差额的拟补,就目前发展形势来说,有源滤波器是今后抑制谐波危害的主要发展趋势.无源滤波器主要工作原理是通过将L、C串联或是并联,然后在其谐波产生的过程产生谐振,通过谐振对于谐波的电压进行降低,同时也对于谐波的危害进行降低,有效的针对谐波危害进行缓解.

3谐波治理技术现状

有关于谐波治理的问题最早起源于上世纪三十年代中期,但到了上世纪五十年代随着现代科技的快速发展,电力系统的技术革新,新技术以及新设备的普遍性引用,再为人们带来甚多便利的同时也为人们带来了较大的谐波治理问题.随着谐波问题的日益严重,在国际的范围内都引起了严重的反响,各国都对于谐波治理技术进行了充分性的研究,截至目前,世界谐波治理技术的发展较期初阶段而言,有着较大程度的进步,但其同时依旧存在较多方面的不足.整体来说,目前我国谐波治理技术方面主要展现在一下方面.(1)电力系统谐波污染现状严峻;随着现代电力系统的进一步优化以及升级,电力系统已经成为了当今社会发展过程中不可或缺的一种技术支撑而存在;在经济高速发展的今天,大量的变频器以及大功率直流电源应用广泛,在此过程中对外产生的谐波危害十分巨大.其次,随着谐波的产生不能得到有效的抑制,谐波对于变压器的损害,严重的影响了其正常的使用寿命长短.据相关研究资料表明,对于大功率直流电源而言,其产生的谐波危害是普通电力技术说产生的谐波危害的1.8~3.8倍[3].

(2)有源滤波器成本较高,推广力度较高.对于现阶段来说,提升电能质量,降低谐波危害的技术手段中,有源滤波器是现今所有技术手段中较为具有代表性的一个,但尤其相对来说严重依赖进口,因而其成本通常来说都较高,在推广的过程中具有较高的难度;同时由于其在使用的过程中,还具有较为严格以及繁琐的操作技术标准,在实际的推广过程中较难进行泛性推广.就现今阶段来说,有源滤波器在实际的使用过程中,其容量均不超过600kVar,参考当今电力系统发展来说,有源滤波器还需要实现进一步的优化以及升级.

(3)谐波检测手段滞后,检测数据不准确.有效抑制谐波危害提升电能质量,必须在其使用的过程中,通过科学的谐波检测手段进行相关数据的汲取,然后通过分析从而进一步的进行解决.但在实际运作的过程中,由于我国多数的电力系统机关,现采用的谐波检测技术严重滞后,其数据的汲取在很大程度上都不能最为科学的展现谐波危害以及特性,不仅不能有效的进行谐波危害预估,同时还不利于对于谐波的有效抑制.

4谐波治理建议

通过上文对于谐波危害的分析,我们知道谐波的出现不仅对于电网设备形成一定程度的影响,同时对于人体健康也具有一定的危害,电网谐波的治理是提升电网设备利用率以及保障人体健康的有效措施.在对于谐波治理的问题上,国家已经给与了充分的重视,同时规范了相关谐波治理过程中的技术标准以及管理标准,详见GB/T14549)93《电能质量公用电网谐波》、GB12326-90《电能质量电压运行波动和闪变》、全国供用电规则(第30,31条)[4]等法规.在谐波治理的过程中结合以上方面的标准,笔者认为应当在谐波治理的过程中坚持以下方面的原则,通过有效的措施限制谐波源注入电网.同时将电网中的谐波指数控制在安全允许的范围之内,并保障电网在运作的过程中其设备不受到谐波的影响.通过以上理论以及标准的指导,笔者认为在谐波治理的过程中主要通过以下措施进行.

电力系统谐波治理技术参考属性评定
有关论文范文主题研究: 关于谐波的论文范例 大学生适用: 学士学位论文、本科毕业论文
相关参考文献下载数量: 47 写作解决问题: 写作参考
毕业论文开题报告: 论文提纲、论文目录 职称论文适用: 职称评定、职称评中级
所属大学生专业类别: 写作参考 论文题目推荐度: 优质选题

(1)加强对于谐波污染危害以及治理的宣传,提升相关工作人员对于谐波危害的重视度.只有意识层面的真正提升,才能够有效的促进相关工作人员在进行谐波处理的问题上,能够尽心尽责.另外定期对于相关技术人员的技术培训也是十分必要的.由于个人能力的不同,在进行谐波处理的问题上,相关技术人员技术水准不一致,但由于谐波治理的需要,电网公司可以定期的针对相关技术人员进行技术以及理论的培训,从而有效提升整体技术人员的技术操作水准,有效的在工作开展谐波治理.

(2)加强电网谐波治理工作与地方电力试验所的有效结合联系,从而进一步的提升电网谐波治理工作的效率以及科学性.电力试验所与电网谐波治理工作的结合,能够有效的通过电力试验所的试验成果理论推动电网谐波治理工作的进展.理论是技术推动的有效工具,因此加强地方电力实验所与谐波治理工作的结合是保障谐波治理科学理论的有效保障.就现今谐波治理技术而言,其还存在较多的不足,而仅仅依靠电力试验所或是电力机关单方面的推动是远远不足的;在实际的工作中由于各自的工作岗位以及职责不同,电力机关的实际问题经验以及技术发展需求,其更为明确;就电力试验所而言,其主要突出的是对于相关技术的掌握以及高理论能力;如能对于两种强势的结合,必然能够形成一种良好的连锁反应,从而推动谐波治理工作的有效开展.


(3)定期的对于变电所以及重点用户的谐波测试,同时并针对测试结果建立非线性用户技术档案.设非线性用户技术档案的建立能够为谐波处理工作提供较为充分的数据参考价值,同时对于谐波较为严重的地区,应当根据其主要污染源的特点及时的采取有效措施,以保障其谐波危害在第一时间进行遏制.谐波处理不是一个阶段性的工作,而是应当在电力机关展现为一个持续性的工作,应当在电力机关中进行制度性的规定,只有定期的针对变电所以及重点用户进行频繁的谐波测试,才能在第一时间发现问题,将谐波的危害降低至最低.

(4)在大中小型非线性负荷接入电网的过程中,依据针对其非线性符合进行有效的实测,根据实测结果查看其是否能够满足相关规定,如果发现电网谐波超标严重的现象,可以在第一时间进行停止供电,避免其影响电网的正常运作.在此过程中主要是需要强化监控,在现代手段中,智能电网技术虽然能够有效的进行电网运作监控,但在实际的过程中仅仅依靠智能电网联网监控技术进行实时的监督是远远不够的,其还需要通过相关工作人员的失地测试相结合从而有效的对于电力系统运作过程中的谐波问题进行有效的检测以及监管,避免由于谐波的大量产生而带来不必要的损失.

(5)加强电力部门对于谐波处理的管理工作,强化地域间谐波处理工作的交流与合作.古往今来我们知道,地域的合作的发展的前提,在谐波的处理过程中也一样,由于地方发展水平以及谐波治理技术展现不一致,地域间的联系以及合作能够有效的避免地方技术的不足,同时地域间的联系还能有效的推动地方谐波处理技术的发展.通过对于跨区域的电力机关谐波处理联合作业,能够有效的通过对于不同地区的优势结合,提升谐波处理的效率,同时还能通过有效的跨区域合作,以谐波处理先进地区对于谐波处理落后地区的技术进行有效的带动,推动我国电力机关整体谐波处理能力.

随着现代经济的高速发展,电力系统成为了经济发展的重要助推力,但在电力系统大量使用的过程中,谐波的产生为我国可持续发展以及生态平衡提出了严峻的考验.本文中主要就电力系统中谐波的产生原因以及主要危害进行了详尽的阐述,通过对于现今我国电力谐波治理技术的分析,有效的发现了我国电网谐波治理技术的不足,同时针对不足之处,提出了相应的改善策略.通过本文的研究,笔者期望能够引起相关机构的高度重视,同时本文所提出的相关发展建议旨在有效为我国相关机构指定谐波治理策略提供参考.