目前,哪些行業(yè)的諧波危害需要治理?
美國電力科學(xué)研究院EPRI最近的報告指出,全美因諧波等電能質(zhì)量損失達幾百億美元。在中國,由諧波污染帶來(lái)的電能質(zhì)量損失更大。
軌道交通
軌道交通(地鐵、高鐵等)供電系統的諧波主要來(lái)源于向車(chē)輛供電的牽引供電系統。在列車(chē)運行期間,由于電源波動(dòng)、整流件換向、大負載變化、列車(chē)起動(dòng)或制動(dòng)、供電臂切換、車(chē)輛逆變等會(huì )產(chǎn)生諧波以及不平衡電流都是諧波的源頭,會(huì )嚴重影響到繼電保護裝置的正確工作,同時(shí),也影響到了變壓器、旋轉電機的安全,并干擾軌道交通體系的正常通訊。諧波已經(jīng)成為軌道交通運行的重在威脅。
醫療機構
隨著(zhù)各式高精密醫療電子設備入駐醫院如,電子手術(shù)刀、醫學(xué)影像檢測儀器、機械手臂內視鏡、呼吸循環(huán)儀器等,醫生和患者可以通過(guò)電子與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)第一時(shí)間掌握病患的診斷數據、圖像與病歷,為下一步的治療打下了堅定的基礎!這些醫療儀器在提供百姓優(yōu)良醫療質(zhì)量的同時(shí),卻也因為儀器高負載特性,造成大量諧波污染,反而影響電網(wǎng)與電源質(zhì)量。由于諧波所產(chǎn)生的電壓與電流波動(dòng),對醫療儀器中的電子組件產(chǎn)生干擾,造成設備損壞或誤動(dòng)作,可能導致監控數據誤差、斷層影像錯誤、放射劑量失準、儀器過(guò)度放電、甚至是電子手術(shù)刀起火等攸關(guān)人命的危害。醫院配電系統也可為國家強制性加裝有源濾波器的行業(yè)。
電視臺劇場(chǎng)
在電視臺、劇場(chǎng)、舞臺中,會(huì )運用大量的舞臺照明設備、舞臺機械控制室、空調機房等,這些都是重要的諧波源。并且,這些諧波又反過(guò)來(lái)影響了舞臺照明效果、音響系統等,直接影響到到整場(chǎng)演出的效果。據分析,劇場(chǎng)電視臺中存在的諧波主要有3次、5次、7次、9次、11次、13次等奇次諧波,在負載率為40%~50%時(shí)(為大劇院、電視臺正常演出時(shí)常見(jiàn)的負載率),系統中的諧波畸變率達到48%~53%,諧波含量已嚴重超標,并且中性線(xiàn)電流過(guò)大,達到約150A,而此時(shí)的相線(xiàn)電流約50A。特別是燈光硅控設備產(chǎn)生的3次諧波電流在中性線(xiàn)上疊加使得中性線(xiàn)電流過(guò)大,從而使得中性線(xiàn)電纜消耗增加,發(fā)熱量增加,存在發(fā)生火災的安全隱患,且易造成系統保護裝置誤動(dòng)作,造成不明原因的斷電,影響正常工作。
冶金制造
我國是最早掌握金屬鑄造、金屬熱加工工藝的國家?,F如今,金屬鑄造熱加工工藝中更是涵蓋了多種材質(zhì),鐵、鋁、鉛、錫、銅等多種金屬,再到各類(lèi)合金,金屬鑄造熱加工工藝也呈現了翻天覆地的變化,從原來(lái)的粗、放式的生產(chǎn)模式,升級到了精密生產(chǎn)控制線(xiàn),產(chǎn)品品質(zhì)大幅提升的同時(shí),生產(chǎn)的過(guò)程也更加的環(huán)保。
然而,由于金屬熱處理加熱和保溫時(shí)用到電阻爐、熱處理爐、電弧爐、中頻爐等電爐,冷卻和流水線(xiàn)則用到變頻器水泵、電機等為非線(xiàn)性負載設備,不可避免的帶來(lái)了諧波,造成諸多不利生產(chǎn)的影響。如,引起電容振蕩,使電容補償器(容量1.1MVar)合閘即跳脫,無(wú)法投入使用;影響加熱工藝,熱處理裝置的加熱性能達不到預期的效果,加熱速度成倍的延長(cháng);引起敏感的測量和控制設備多次無(wú)故損壞;影響變壓器的安全運行,造成很大的供電安全隱患。
智能樓宇
隨著(zhù)樓宇建設的數字化、智能化,計算機、變頻空調、LED電源、升降電梯等設備大規模配備,為智能樓宇引入了新的電能質(zhì)量問(wèn)題-諧波,大量的非線(xiàn)性負荷導致電壓、電流諧波嚴重畸變、功率因數低。
紡織行業(yè)
自2008年經(jīng)濟波動(dòng)后,隨著(zhù)紡織的出口轉內銷(xiāo)及行業(yè)內部自身的調整,紡織品服裝生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化水平的不斷提升,大量自動(dòng)控制設備和電力電子設備被應用于紡織生產(chǎn)線(xiàn)。大量高科技的運行,從紡紗到織布的整個(gè)生產(chǎn)流程中用到了大量變頻調速裝置,導致用電系統出現了越來(lái)越多的電能質(zhì)量問(wèn)題,諧波,并對生產(chǎn)線(xiàn)造成了很多不利影響:導致生產(chǎn)線(xiàn)錦綸切片、漿紗機、并紗機、自動(dòng)絡(luò )筒機、精梳機、清梳聯(lián)設備、捻機等用到自動(dòng)控制設備和電力電子設備加熱溫控失靈,造成產(chǎn)品品質(zhì)嚴重下降,給企業(yè)造成巨大經(jīng)濟損失;使配電室變壓器、母線(xiàn)等電氣元器件嚴重發(fā)熱,隱患大。
煙草制造行業(yè)
中國是全球最大的煙草消費市場(chǎng),全球40%以上的煙草制品來(lái)自中國。隨著(zhù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,煙草制造的繁復步驟,諸如煙草的揀選、熏蒸、除骨、壓片、切絲、干冷、加香、卷制、包裝等通過(guò)采用各種機械設備提升煙草生產(chǎn)的效率與質(zhì)量,極大的節省了人力物力,然而卻帶來(lái)很多新的電能質(zhì)量問(wèn)題—諧波。據了解,一個(gè)該煙草每月因諧波問(wèn)題埋單的損失每月高達幾十萬(wàn)。
市政工程
污水處理廠(chǎng)用電設備主要包括泵類(lèi)、攪拌器、鼓風(fēng)機類(lèi)等負載。風(fēng)機、泵類(lèi)一般都要求變頻,然而變頻器是特別大的一個(gè)諧波源,因此會(huì )為系統帶來(lái)特別嚴重的諧波污染與諧波干擾,影響系統的工作,經(jīng)常性的燒壞電氣元件。同時(shí)系統中也有很多電力電子類(lèi)元器件,如UPS、開(kāi)關(guān)電源等,都是重要的諧波源。因此,為了保障居民的正常用水,污水處理廠(chǎng)一般需要加裝有源電力濾波器來(lái)治理諧波。
電動(dòng)汽車(chē)充電站作為電動(dòng)汽車(chē)的配套設施,為電動(dòng)汽車(chē)的運行提供能量補給,是電動(dòng)汽車(chē)的重要基礎支撐系統。充電站內采用將交流電源轉化為直流電源的充電機,為電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載蓄電池充電。充電(站)樁采用的充電機是非線(xiàn)性設備-電動(dòng)汽車(chē)充電站內的充電機一般采用橋式可控硅整流裝置,整流裝置就是重要的諧波源,降低供配電系統的可靠性,并危害其他用電設備的安全運行,因此,電動(dòng)汽車(chē)充電站在設計之初就配有了HDA有源電力濾波器。
汽車(chē)生產(chǎn)
汽車(chē)車(chē)間(沖壓車(chē)間、焊裝車(chē)間、總裝車(chē)間等)大量使用電焊機、激光焊機和大容量感性負荷(以電動(dòng)機為主)等非線(xiàn)性負荷,導致了該車(chē)間所有變壓器負荷電流都存在嚴重的諧波電流3次、5次、7次、9次和11次為主,400V低壓母線(xiàn)的電壓總畸變率達到5%以上,電流總畸變率(THD)達到了40%左右,造成400V低壓供配電系統電壓總諧波畸變率嚴重超標,并導致了用電設備和變壓器存在嚴重的諧波功率損耗。同時(shí),生產(chǎn)車(chē)間所有變壓器負荷電流都存在嚴重的無(wú)功功率需求,部分變壓器平均功率因數僅為0.6左右,存在嚴重的功率損耗問(wèn)題,并導致變壓器輸出有功容量嚴重不足,諧波的干擾使得該汽車(chē)現場(chǎng)總線(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)系統無(wú)法正常工作。
制藥企業(yè)
很多的制藥廠(chǎng)意識不到,自己的工廠(chǎng)之內存在嚴重的諧波污染問(wèn)題。特別是高次諧波,還有少量的三次諧波,嚴重干擾到工廠(chǎng)的正常生產(chǎn)。制藥行業(yè)的負載主要是變頻器所帶的泵類(lèi)、空壓機、攪拌器、風(fēng)機、離心機、冰機、提純設備等。泵類(lèi)負載量大而廣,主要有冰水泵、循環(huán)水泵、冷凍水泵、深井潛水泵、排污水泵、真空泵等,泵類(lèi)負載一般屬于平方轉矩類(lèi)負載,而深井潛水泵、真空泵相對負載較大??諌簷C主要為發(fā)酵罐供氣。攪拌器類(lèi)負載也是制藥車(chē)間比較常見(jiàn)、應用比較多的負載,功率規格較多。離心機類(lèi)負載為大慣性負載。風(fēng)機類(lèi)負載主要是鍋爐鼓、引風(fēng)機。由于制藥廠(chǎng)的負載多由變頻器拖動(dòng),變頻器在運行過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量高次諧波,而工廠(chǎng)的照明很多時(shí)候會(huì )用到熒光燈等,熒光燈工頻工作時(shí)產(chǎn)生大量的三次諧波分量。
此外,受到諧波影響的行業(yè)還包括數據機房、石油化工、鉆井開(kāi)采等多個(gè)行業(yè)。對此,有源電力濾波器(簡(jiǎn)稱(chēng)APF)HDA,它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補償。對于2-50次諧波治理效果明顯,諧波補償后,三相也同時(shí)得到補償,是一個(gè)集諧波、無(wú)功、不平衡于一身的超級電能質(zhì)量治理產(chǎn)品。