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企业应重视谐波污染

    随着变频器、软启动器、开关电源等电力电子设备在烟草行业技改中被越来越多地使用,由此而产生的谐波对电网的污染程度也在加剧。本着谁污染谁治理的原则,烟草企业应对自己产生的谐波污染进行治理。通过谐波治理可以很好地改善电能质量,有效减小对厂供电系统的危害,减少对厂内自动化设备和通讯设备的影响,减少对电网造成的污染,使电网中的其他用户能使用到清洁的电能。
  公用电网中的谐波电流和谐波电压是对电网环境较严重的一种污染。理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流和谐波电压的出现,对公用电网造成了污染,它使用电设备所处的环境恶化,也对周围的通讯系统和公用电网以外的设备带来危害。在电力电子设备广泛应用以前,人们对谐波及其危害就进行过一些研究,并有一定认识,但那时谐波污染还不严重,没有引起人们足够的重视。近几十年来,各种电力电子装置的迅速普及使得公用电网的谐波污染日趋严重,由谐波引起的各种故障和事故也不断发生,谐波危害的严重性才引起人们的高度关注。
    谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面:谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率,大量的3次谐波流过中性线时,会使线路过热,可能导致火灾;谐波影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外,还会产生机械振动、噪声和过电压,使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短;谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,这就使上述危害性大大增加,甚至引起严重事故;谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,并会使电气测量仪表计量不准确;谐波会对临近的通讯系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通讯质量;重者导致信息丢失,使通讯系统无法正常工作。
  解决电力电子装置和其他谐波源的谐波污染问题的基本思路有两条:一是通过装设谐波补偿装置来补偿谐波,这对各种谐波源都是适用的;二是对电力电子装置本身进行改造,使其不产生谐波,这当然只适用于作为主要谐波源的电力电子装置。
  装设谐波补偿装置的传统方法就是采用调谐滤波器。这种方法既可补偿谐波,又可补偿无功功率,而且结构简单,一直被广泛使用。这种方法的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,使调谐滤波器过载甚至烧毁。此外,它只能补偿固定频率的谐波,补偿效果也不甚理想。尽管如此,调谐滤波器当前仍是补偿谐波的主要手段。
  目前,谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电力滤波器。有源电力滤波器也是一种电力电子装置。其基本原理是实时检测电网中负载电流,快速分离出谐波电流分量,据此产生控制指令,实时产生大小相等、方向相反的补偿电流注入电网中,实现瞬时滤除谐波电流。


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