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        化工企業(yè)變頻設(shè)備諧波分析及治理

        2015-07-19 11:40:54班耐新劉金龍唐山三友化纖有限公司河北唐山063305
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2015年11期
        關(guān)鍵詞:治理措施化工企業(yè)

        班耐新  劉金龍(唐山三友化纖有限公司,河北 唐山 063305)

        化工企業(yè)變頻設(shè)備諧波分析及治理

        班耐新劉金龍
        (唐山三友化纖有限公司,河北 唐山 063305)

        摘要:本文分析了化工企業(yè)諧波出現(xiàn)及危害,闡述了化工企業(yè)諧波的限制規(guī)定,并結(jié)合實(shí)際以有源濾波器裝置為案例,論述了化工企業(yè)諧波治理的措施,得出了結(jié)論。供同行參考借鑒。

        關(guān)鍵詞:化工企業(yè);變頻設(shè)備;諧波污染;諧波抑制;治理措施

        1 化工企業(yè)諧波出現(xiàn)及危害

        目前在化工企業(yè)生產(chǎn)中用到的變頻電源調(diào)速越來越多,它的諸多優(yōu)點(diǎn)為企業(yè)帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益,也為生產(chǎn)一線員工帶來了操作上的方便。但是,由于變頻電源逆變電路的開關(guān)特性及計(jì)算機(jī)和傳感器等設(shè)備安裝的比較近,在生產(chǎn)中就會(huì)互相造成影響,對(duì)電源就會(huì)形成非線性負(fù)載,這也就是我們常說的諧波。

        所謂的諧波實(shí)際上就是一種干擾量,它的頻率范圍一般在2≤n≤40,它的產(chǎn)生會(huì)使電網(wǎng)受到污染危害。這方面的危害主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

        首先是對(duì)電動(dòng)機(jī)自身的危害。最為明顯的表現(xiàn)是電動(dòng)機(jī)發(fā)熱,電動(dòng)機(jī)噪聲增大;電動(dòng)機(jī)消耗的無功分量增大;產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩;中性點(diǎn)對(duì)地的高頻漏電流增大等。其次為能使電氣測(cè)量、儀表計(jì)量不準(zhǔn)確,產(chǎn)生計(jì)量誤差,給化工企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。

        除此之外還會(huì)引起電網(wǎng)中局部并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振,這樣就會(huì)導(dǎo)致諧波放大,引起安全事故。還會(huì)對(duì)臨近生產(chǎn)車間的通信系統(tǒng)產(chǎn)生一定的干擾,導(dǎo)致信息上的丟失,促使通信系統(tǒng)沒有辦法正常工作。同時(shí)在電網(wǎng)元件中產(chǎn)生的諧波損耗,降低了發(fā)電輸電設(shè)備的效率。

        2 化工企業(yè)諧波的限制規(guī)定

        一般來說,對(duì)于在化工企業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的諧波是我們極力反對(duì)的,但是現(xiàn)在很多諧波源沒有嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行,最終還是出現(xiàn)了。所以對(duì)它的限制要以我們國家相關(guān)部門現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。下表給出的是總電壓畸變率國際規(guī)定的限制值,具體見表1。

        表1

        3 化工企業(yè)諧波治理措施

        化工企業(yè)諧波的治理措施有很多,文章結(jié)合實(shí)際,以有源濾波器即APF為例談?wù)勥@方面的治理措施。有源濾波器具有可控性和快速響應(yīng)性的特點(diǎn),它不僅能補(bǔ)償各次諧波,還可以抑制電壓閃變,補(bǔ)償無功電流,價(jià)格比較合理。另外它還具有自適應(yīng)功能,可以自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償變化著的諧波。它的工作原理如圖1所示。

        一般地,有源濾波器可分為串聯(lián)型、并聯(lián)型、混合型和串-并聯(lián)型。鑒于文章篇幅有限,現(xiàn)以串聯(lián)型為例說明其治理措施。所謂的串聯(lián)型可以看作是一受控電壓源,通過匹配變壓器將有源濾波器串聯(lián)于電源和負(fù)載間,用來消除電壓諧波,平衡或調(diào)整負(fù)載的端電壓。我們可以通過三個(gè)單相變壓器串聯(lián)在電源和負(fù)載兩端,跟蹤電源電壓中的諧波分量,對(duì)此,文章設(shè)計(jì)了串聯(lián)有源濾波器的框架圖。如下所示。這樣就會(huì)產(chǎn)生與它相反的諧波電壓,讓負(fù)載端的交流測(cè)電壓為正弦波。

        像這種串聯(lián)的濾波器裝置容量小,但是運(yùn)行效率很高,對(duì)諧波電壓源類型的負(fù)荷有很大的補(bǔ)償。同時(shí)先進(jìn)的主電路拓?fù)浜涂刂扑惴ǎ雀?、運(yùn)行更穩(wěn)定;一機(jī)多能,既可補(bǔ)諧波,又可兼補(bǔ)無功;模塊化設(shè)計(jì),便于生產(chǎn)調(diào)試;便利的并聯(lián)設(shè)計(jì),方便擴(kuò)容;具有完善的橋臂過流、保護(hù)功能;使用方便,易于操作和維護(hù)。

        隨著容量的不斷提高,有源濾波技術(shù)已經(jīng)作為改善電能質(zhì)量的關(guān)鍵性技術(shù)了,它的應(yīng)用范圍也從補(bǔ)償自身的諧波向改善電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量方向上發(fā)展。并且在日本、德國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家得到了高度重視和日益廣泛的應(yīng)用。

        圖1

        4 諧波治理后的效果

        我們通過實(shí)際這樣的實(shí)驗(yàn),得出在化工企業(yè)中應(yīng)用有源濾波技術(shù)后的實(shí)際效果,第一,諧波電壓和諧波電流等電能指標(biāo)符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),保障了電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。第二,電力設(shè)備損耗減少,噪音降低,延長(zhǎng)了使用壽命。第三,諧波治理后,企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益十分的明顯。

        圖2

        參考文獻(xiàn)

        [1]羅奕湘.關(guān)于諧波危害及治理措施的探討[J].今日科苑,2010(12).

        [2]于東民.淺談SVC無功補(bǔ)償和諧波抑制[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010(03).

        [3]李寵一.淺談石化企業(yè)電氣諧波及治理[J].石油化工設(shè)計(jì),2013(02).

        [4]史承逵.電網(wǎng)電容器組的諧波諧振和諧波放大的研究[J].安徽電力職工大學(xué)學(xué)報(bào),2001(01).

        中圖分類號(hào):TM711

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

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