終歸還是離不開現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步,現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步不*讓人們用上了非常方便快捷的電能,同時(shí)還帶了電力諧波,而電力諧波的產(chǎn)生卻是對(duì)電纜是不友好的,會(huì)影響電纜的壽命,那么會(huì)有怎樣的影響呢,上海一德有源濾波器與您分享一下查到的結(jié)果!
諧波造成系統(tǒng)正弦波形畸變、產(chǎn)生高次諧波的設(shè)備,稱為諧波源。一切非線性設(shè)備和負(fù)荷都是諧波源。諧波電流流過(guò)導(dǎo)體表面會(huì)產(chǎn)生集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng),這兩種現(xiàn)象都會(huì)使線路或設(shè)備產(chǎn)生更多的附加發(fā)熱,從而影響絕緣壽命。除此之外,由于諧波電流會(huì)產(chǎn)生較高頻率的電場(chǎng),這種情況下絕緣的局部放電加劇,介質(zhì)損耗**增加,致使溫升增加,也會(huì)影響絕緣壽命。電流流過(guò)導(dǎo)體,其熱效應(yīng)會(huì)引起導(dǎo)體發(fā)熱,其大小影響線路損耗的因數(shù)有兩個(gè):電流和電阻,它們同時(shí)又分別受其他因數(shù)制約:
電流大小主要由負(fù)荷運(yùn)行情況決定。當(dāng)諧波含量很低時(shí),電流有效值就是基波電流的大小;當(dāng)諧波畸變率達(dá)到****時(shí),電流的有效值則比基波電流增大近0.5倍。
電阻則受電流頻率、導(dǎo)體材質(zhì)和尺寸的影響。當(dāng)諧波含量很低時(shí),Kc約等于 1;當(dāng)諧波畸變率高時(shí),Kc隨電流諧波頻率的增大而遞增。
電流諧波的存在將增加電力電纜的損耗,電流諧波有效值越大,電力電纜損耗越大;電流諧波頻率越高,電力電纜損耗越大。
線路損耗的增加必然導(dǎo)致線路溫度的升高,導(dǎo)線外面包有絕緣層和保護(hù)層,溫度的分析較為復(fù)雜,這里通過(guò)分析裸導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線溫度的定性判斷。對(duì)于裸導(dǎo)體,流過(guò)一定電流時(shí),其穩(wěn)定溫升對(duì)于具體的電線電纜來(lái)說(shuō),如果假定兩種情況**過(guò)電流的有效值相同,那么穩(wěn)定溫升的差異只取決于電阻的大小,如流過(guò)導(dǎo)體的電流存在諧波將增加其等效阻值,增加程度取決于諧波電流的大小及頻率。
對(duì)于電纜和電線來(lái)說(shuō),由于有厚厚的絕緣層和保護(hù)層,熱交換的效率必然沒(méi)有裸導(dǎo)體高,因此流過(guò)相同電流時(shí),穩(wěn)定溫升要高一些,諧波電流引起的溫升增加量相應(yīng)也要增大。
在諧波環(huán)境下電力電纜的阻值、運(yùn)行損耗及溫升對(duì)電力電纜的使用壽命的影響,隨著溫度的升高,老化壽命急劇下降,當(dāng)平均溫度升高10°后,老化壽命*為正常工作溫度下壽命的1/4。
電能質(zhì)量: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)容包括電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡、暫時(shí)或瞬態(tài)過(guò)電壓、波形畸變與諧波、電壓暫降與短時(shí)間中斷等。
電力諧波:任何周期性的畸變波形都可用正弦波形的和表示,其中,頻率為基波頻率整數(shù)倍的分量稱為諧波(如我國(guó)電力系統(tǒng)的工頻為50Hz,則基波為50Hz,二次諧波為100Hz,三次諧波為150Hz等),頻率為基波頻率整數(shù)倍的分量稱為諧波,而一系列正弦波形的和稱為傅里葉級(jí)數(shù)。
諧波源:傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的主要諧波源是電力變壓器,當(dāng)代電力系統(tǒng)中的主要的諧波源——非線性電力電子裝置。
危害:
1)系統(tǒng)角度,諧波會(huì)導(dǎo)致一些不正常現(xiàn)象:一是超高壓長(zhǎng)線上,諧波電流若較大,潛供電弧熄滅會(huì)被延緩,單相重合閘可能會(huì)失敗,擴(kuò)大事故,消弧線圈接地的系統(tǒng)中同樣存在這個(gè)問(wèn)題;二是諧波分量較大的時(shí)候,可能引起保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng),如零序三次諧波過(guò)大,可能引起接地保護(hù)誤動(dòng);三是計(jì)量和測(cè)量誤差,尤其對(duì)過(guò)零檢測(cè)相位的表計(jì)來(lái)說(shuō),更為嚴(yán)重。
2)諧波引起設(shè)備的附加損耗,降低效率。
3)加速絕緣老化,很大縮短設(shè)備壽命。
4)可能產(chǎn)生局部的串聯(lián)或并聯(lián)諧振,并放大諧波水平。
5)諧波對(duì)通信系統(tǒng)的干擾。
控制措施:
電力諧波的**或減緩措施通常可分為預(yù)防性措施和補(bǔ)償性措施。
預(yù)防性措施:
1)供電設(shè)備如電容器、變壓器、發(fā)電機(jī)等在設(shè)計(jì)、制造、規(guī)劃、配置等方面采取減少諧波的措施;
2)通過(guò)增加整流器的脈動(dòng)數(shù)或采用可控整流限制電力諧波的主要來(lái)源整流器的諧波。
補(bǔ)償性措施:
1)濾波器的應(yīng)用;
2)改變饋線參數(shù),采用饋電線重構(gòu)或電容器改變安裝位置等避免諧振。
無(wú)源電力濾波器:對(duì)于大容量的諧波濾除工程,往往采用若干組單調(diào)諧濾波器(或者雙調(diào)諧)與一組(或多組)高通濾波器配合使用的方案。
有源濾波技術(shù)(APF)作為一種新型的諧波治理技術(shù),與無(wú)源濾波技術(shù)相比,優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,可對(duì)頻率和大小均變化的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償,響應(yīng)速度快;
有源濾波裝置是一個(gè)高阻抗電流源,它的接入對(duì)系統(tǒng)阻抗不會(huì)產(chǎn)生影響,因此此類裝置適合系列化,規(guī)模化生產(chǎn);
當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)裝置受電網(wǎng)阻抗的影響不大,不存在諧振的危險(xiǎn);
補(bǔ)償無(wú)功功率時(shí)不需要儲(chǔ)能元件,補(bǔ)償諧波時(shí)所需要的儲(chǔ)能元件不大;
用同一臺(tái)裝置可同時(shí)補(bǔ)償多次諧波電流和非整數(shù)倍次的諧波電流;
當(dāng)線路中的諧波電流突然增大時(shí)有源濾波器不會(huì)發(fā)生過(guò)載,并能正常發(fā)揮作用;
裝置可以*輸出所需要補(bǔ)償?shù)母叽沃C波電流,不輸出基波無(wú)功功率。
有源濾波和無(wú)源濾波由于各自優(yōu)勢(shì)(無(wú)源成本低,有源成本高,動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果好),很多場(chǎng)合是混合使用的。
電力電子裝置和非線性負(fù)載的普遍使用,使大量諧波電流注入電網(wǎng),導(dǎo)致電網(wǎng)諧波污染:嚴(yán)重威脅電網(wǎng)和用電設(shè)備的安全運(yùn)行及正常使用。因此,對(duì)電力諧波進(jìn)行有效治理設(shè)備的需求日益增加。上海一德電氣科技有限公司是一家在諧波治理領(lǐng)域有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)!
無(wú)源電力濾波器(PPF)來(lái)解決電力諧波問(wèn)題存在許多缺點(diǎn)。如PPF針對(duì)特定頻率的諧波,只能濾除特定次數(shù)諧波;PPF存在著與電網(wǎng)發(fā)生諧振的可能性,并且對(duì)電網(wǎng)阻抗和頻率變化十分敏感;PPF體積大、損耗多等。而利用有源電力濾波器進(jìn)行諧波治理是今后的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
有源電力濾波器(APF)是一種用于動(dòng)態(tài)**諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置,能對(duì)頻率和大小都變化的諧波和無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償,正好填補(bǔ)PPF的缺點(diǎn),獲得比PPF更好的補(bǔ)償特性,是一種理想的電力諧波治理裝置。現(xiàn)如今,國(guó)際上已開始在工業(yè)和民用設(shè)備上使用APF,并且單機(jī)裝置的容量逐步提高,其應(yīng)用領(lǐng)域從補(bǔ)償用戶自身的諧波向改善整個(gè)電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的方向發(fā)展。
與傳統(tǒng)的PPF相比,APF具有明顯的性能優(yōu)勢(shì),下表為APF與PPF的主要技術(shù)性能對(duì)比。APF技術(shù)是電力諧波治理技術(shù)的重要發(fā)展方向,安裝APF可以有效濾除系統(tǒng)中的電力諧波,消除由于諧波導(dǎo)致的各種問(wèn)題。安裝、使用APF的意義主要包括以下幾個(gè)方面:
(1)消除各次電壓、電流諧波對(duì)電網(wǎng)的污染和干擾,滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。
(2)改善電壓質(zhì)量,提高設(shè)備運(yùn)行安全性和可靠性,降低設(shè)備溫升和損耗。
(3)提高系統(tǒng)功率因數(shù),提高線路和電力設(shè)備利用率。
(4)防止系統(tǒng)共振,提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性,預(yù)防設(shè)備故障,保障系統(tǒng)安全。
(5)降低電力損耗、提高設(shè)備效率,節(jié)約電能。