在现代电力系统中,谐波污染频率高、变化快已成为一个日益严重的问题,严重影响了电力设备的正常运行,降低了电能质量。因此,了解谐波的特性、影响及治理方式显得尤为重要。
一、谐波污染的来源与影响
1、谐波产生的来源
-非线性负荷:如大型电动机、变频器等,它们的工作特性决定了会产生高次谐波。特别是在工业企业中,使用变频驱动的设备越来越普遍,导致谐波问题更加突出。
-电源设备:整流器和UPS(不间断电源)设备在工作状态下,也会向电网注入谐波。
-电力电子设备:如LED照明、无线通信设备等,也是谐波的主要产生来源。
2、谐波对设备的影响
-设备过热:谐波会导致电机、变压器等电气设备产生额外的热量,长期运行下去可能造成设备损坏或寿命缩短。
-电能损失:由于谐波的存在,电力系统中存在的电阻、感抗等会增加额外损耗,导致电能的不必要浪费。
-设备故障和停机:谐波引起的电流和电压波形失真,可能导致控制系统的误动作,造成设备停机或故障。
二、谐波治理设备选择
1、无源滤波器
无源滤波器是由电感、电容和电阻组合而成的滤波器,能够有效抑制特定频率的谐波。它们的优点是结构简单、费用低,但对于高次谐波的抑制能力有限,适合于谐波频率较低且稳定的场合。
-适用情况:适用于小型企业或谐波源较少的场合,能够解决一些低频谐波的问题。
2、有源滤波器
有源滤波器是一种主动控制的设备,能够实时监测电网的谐波水平,并通过逆向产生相应的谐波进行补偿。它们能够有效治理高次谐波,且适应性较强。
-适用情况:适用于大型工业企业或对电能质量要求较高的场合,如数据中心、高精度制造等。
3、变频器滤波器
以变频器为核心的滤波器,能够将高次谐波的影响降到最低。这种设备通常集成在变频器内部或作为插件设备,直接与变频器协作工作。
-适用情况:适用于电动机驱动的设备,特别是在高频变化负荷的场合,能够有效降低谐波对电网的影响。
谐波污染频率大、变化快是当前电力行业面临的一大挑战,通过合理选用治理设备,搭配有效的实施方案,可以明显提升电能质量,减少设备损坏和停机风险。