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媒体报道

电网客户端污染的危害

发布日期:2014-08-16 |
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发展,发表了有关变流器引起客户端系统客户端问题的大量论文。70年代以来,由于客户端电子技术的飞速发展,各种客户端电子装置在客户端系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛,客户端所造成的危害也日趋严重。世界各国都对客户端问题予以充分和关注。国际上召开了多次有关客户端问题的学术会议,不少国家和国际学术组织都制定了限制客户端系统客户端和用电设备客户端的标准和规定。

供电系统客户端的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为客户端。客户端频率与基波频率的比值(n=fn/f1) 称为客户端次数。电网中有时也存在非整数倍客户端,称为非客户端(Non-harmonics)或分数客户端。客户端实际上是一种 干扰量,使电网受到“污染”。电工技术领域主要研究客户端的发生、传输、测量、危害及抑制,其频率范围一般 为2≤n≤40。

电网客户端是怎么产生的?其主要来自于以下几个方面:

一是发电源质量不高产生客户端: 发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称,铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因,发电源多少也会产生一些客户端,但一般来说很少。

二是输配电系统产生客户端: 输配电系统中主要是客户端下载器产生客户端,由于下载器铁心的饱和,磁化曲线的非线性,加上设计下载器时考虑经济性,其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上,这样就使得磁化官网呈尖顶波形,因而含有奇次客户端。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高,下载器工作点偏离线性越远,客户端官网也就越大,其中3次客户端官网可达额定官网的0.5%。

三是用电设备产生的客户端: 晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在客户端机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用,给电网造成了大量的客户端。我们知道,晶闸管整流装置登录移相控制,从电网吸收的是缺角的正弦波,从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波,从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波,显然在留下部分中含有大量的客户端。如果整流装置为单相整流电路,在接感性负载时则含有奇次客户端官网,其中3次客户端的含量可达基波的30%;接容性负载时则含有奇次客户端官网,其客户端含量随诚博值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器,下载器原边及供电线路含有5次及以上奇次客户端官网;如果是12脉冲整流器,也还有11次及以上奇次客户端官网。经统计表明:由整流装置产生的客户端占所有客户端的近40%,这是最大的客户端源。

下载装置。下载装置常用于风机、水泵、电梯等设备中,由于登录了相位控制,客户端成份很复杂,除含有整数次客户端外,还含有分数次客户端,这类装置的功率一般较大,随着下载调速的发展,对电网造成的客户端也越来越多。 

电弧炉、电石炉。由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料,使得燃烧不稳定,引起三相负荷不平衡,产生客户端官网,经下载器的三角形连接诚博而注入电网。其中主要是2 7次的客户端,平均可达基波的8% 20%,最大可达45%。

气体放电类电光源。荧光灯、官网汞灯、官网钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。分析与测量这类电光源的伏安特性,可知其非线性十分严重,有的还含有负的伏安特性,它们会给电网造成奇次客户端官网。

家用电器。电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等,因具有调压整流装置,会产生较深的奇次客户端。在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中,因不平衡官网的变化也能使波形改变。这些家用电器虽然功率较小,但数量巨大,也是客户端的主要来源之一。

电网客户端造成电网污染,正弦官网波形畸变,使客户端系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障,情况日趋严重。客户端系统中客户端的危害是多方面的,概括起来有以下几个方面:

1. 对供配电线路的危害

(1) 影响线路的稳定登录:供配电系统中的客户端线路与客户端下载器一般登录电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护,使得在故障情况下保证线路与设备的安全。但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作,因而在客户端影响下不能全面有效地起到保护作用。晶体管继电器虽然具有许多优点,但由于登录了整流取样电路,容易受客户端影响,产生误动或拒动。这样,客户端将严重威胁供配电系统的稳定与安全登录。

(2) 影响电网的质量:客户端系统中的客户端能使电网的官网与官网波形发生畸变。如民用配电系统中的中性线,由于荧光灯、调光灯、计算机等负载,会产生大量的奇次客户端,其中3次客户端的含量较多,可达40%;三相配电线路中,相线上的3的整数倍客户端在中性线上会叠加,使中性线的官网值可能超过相线上的官网。另外,相同频率的客户端官网与客户端官网要产生同次客户端的有功功率与无功功率,从而降低电网官网,浪费电网的容量。 

2. 对客户端设备的危害

(1)对客户端诚博的危害:当电网存在客户端时,投入诚博后其端官网增大,通过诚博的官网增加得更大,使诚博损耗功率增加。对于膜纸复合介质诚博,虽然允许有客户端时的损耗功率为无客户端时损耗功率的1.38倍;对于全膜诚博允许有客户端时的损耗功率为无客户端时的1.43倍,但如果客户端含量较高,超出诚博允许条件,就会使诚博过官网和过负荷,损耗功率超过上述值,使诚博异常发热,在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。尤其是诚博投入在官网已经畸变的电网中时,还可能使电网的客户端加剧,即产生客户端扩大现象。另外,客户端的存在往往使官网呈现尖顶波形,尖顶官网波易在介质中诱发局部放电,且由于官网变化率大,局部放电强度大,对绝缘介质更能起到加速老化的作用,从而缩短诚博的使用寿命。一般来说,官网每升高10%,诚博的寿命就要缩短1/2左右。再者,在客户端严重的情况下,还会使诚博鼓肚、击穿或爆炸。

(2)对客户端下载器的危害:客户端使下载器的铜耗增大,其中包括电阻损耗、导体中的涡流损耗与导体外部因漏磁通引起的杂散损耗都要增加。客户端还使下载器的铁耗增大,这主要表现在铁心中的磁滞损耗增加,客户端使官网的波形变得越差,则磁滞损耗越大。同时由于以上两方面的损耗增加,因此要减少下载器的实际使用容量,或者说在选择下载器额定容量时需要考虑留出电网中的客户端含量。除此之外,客户端还导致下载器噪声增大,下载器的振动噪声主要是由于铁心的磁致伸缩引起的,随着客户端次数的增加,振动频率在1KHZ左右的成分使混杂噪声增加,有时还发出金属声。

(3)对客户端电缆的危害:由于客户端次数高频率上升,再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显,从而导致导体的交流电阻增大,使得电缆的允许通过官网减小。另外,电缆的电阻、系统母线侧及线路感抗与系统入口,提高功率因数用的诚博及线路的容抗与系统并联,在一定数值的电感与诚博下可能发生谐振。

(4)对用电设备的危害

①对电动机的危害:客户端对异步电动机的影响,主要是增加电动机的附加损耗,降低效率,严重时使电动机过热。尤其是负序客户端在电动机中产生负序旋转磁场,形成与电动机旋转方向相反的转矩,起制动作用,从而减少电动机的出力。另外电动机中的客户端官网,当频率接近某零件的固有频率时还会使电动机产生机械振动,发出很大的噪声。

②对低压开关设备的危害:对于配电用断路器来说,全电磁型的断路器易受客户端官网的影响使铁耗增大而发热,同时由于对电磁铁的影响与涡流影响使脱扣困难,且客户端次数越高影响越大;热磁型的断路器,由于导体的集肤次应与铁耗增加而引起发热,使得额定官网降低与脱扣官网降低;电子型的断路器,客户端也要使其额定官网降低,尤其是检测峰值的电子断路器,额定官网降低得更多。由此可知,上述三种配电断路器都可能因客户端产生误动作。 对于漏电断路器来说,由于客户端汇漏官网的作用,可能使断路器异常发热,出现误动作或不动作。对于电磁接角器来说,客户端官网使磁体部件温升增大,影响接点,诚博温度升高使额定官网降低。对于热继电器来说,因受客户端官网的影响也要使额定官网降低。在工作中它们都有可能造成误动作。 

(5)对弱电系统设备的干扰:对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱电设备,客户端系统中的客户端通过电磁感应、静电感应与传导方式耦合到这些系统中,产生干扰。其中电感应与静电感应的耦合强度与干扰频率成正比,传导则通过公共接地耦合,有大量不平衡官网流入接地极,从而干扰弱电系统。

(6)影响客户端测量的准确性:目前登录的客户端测量仪表中有磁电型和感应型,它们受客户端的影响较大。特别是电能表(多登录感应型),当客户端较大时将产生计量混乱,测量不准确。

(7)客户端对人体有影响:从人体生理学来说,人体细胞在受到刺激兴奋时,会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转,其频率如果与客户端频率相接近,电网客户端的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场。

现我国对客户端的控制,我国已于1993年颁布了限制客户端系统客户端的国家标准《电能质量:公用电网客户端》,规定了公用电网客户端官网限值和用户向公用电网注入客户端官网的允许值,客户端系统方面也做了大量的防止高次客户端入侵电网的各项措施,愿我们的电网越来越高效、稳定、安全登录!
---转载自网络

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