引言
随着工业自动化程度的不断提高,电力电子设备在工业生产中的应用越来越广泛。然而,这些设备的非线性负载特性,如变频器、整流器等,会产生大量的谐波,对电网质量造成严重影响。谐波不仅会降低电能质量,增加电力系统的损耗,还会对电气设备造成损害,影响企业的安全生产和经济效益。因此,破解谐波难题,实现企业节能,已成为当前电力电子技术领域的重要课题。
谐波问题及其影响
1. 谐波的定义及分类
谐波是指频率为基波整数倍的交流电信号。根据谐波频率与基波频率的比值,可将谐波分为低次谐波和高次谐波。低次谐波(如5次、7次等)通常对电力系统的影响较大,而高次谐波(如13次、19次等)的影响相对较小。
2. 谐波的影响
(1)降低电能质量:谐波会使得电压、电流波形发生畸变,导致功率因数降低,影响电气设备的正常运行。
(2)增加电力系统损耗:谐波会导致线路、变压器、电机等设备的损耗增加,降低系统效率。
(3)损害电气设备:谐波会使得电气设备产生额外的热量,加速绝缘老化,降低使用寿命。
(4)影响电力系统稳定性:谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,导致谐波含量放大,严重时可能造成设备损坏。
谐波治理技术
1. 无源滤波器
无源滤波器是一种常见的谐波治理方法,主要由电感、电容和电阻等无源元件组成。无源滤波器具有结构简单、成本低等优点,但存在动态性能差、谐波治理效果有限等缺点。
2. 有源滤波器
有源滤波器(APF)是一种基于电力电子技术的谐波治理方法,其核心部件为逆变器。APF能够动态地补偿谐波和无功功率,具有响应速度快、谐波治理效果良好等优点。
3. 静止无功补偿器
静止无功补偿器(SVC)是一种基于电力电子技术的无功补偿装置,其核心部件为晶闸管阀(thyristor valve)或IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。SVC能够动态地调节无功功率,提高功率因数,但存在谐波治理效果有限等缺点。
4. 混合滤波器
混合滤波器是将有源滤波器和无源滤波器相结合的一种谐波治理方法。混合滤波器能够充分发挥两种滤波器的优点,提高谐波治理效果。
企业节能实践案例
1. 某钢铁企业
某钢铁企业通过安装有源滤波器,成功降低了谐波含量,提高了功率因数,降低了电力系统的损耗,实现了节能降耗。
2. 某棉纺企业
某棉纺企业通过采用混合滤波器,有效治理了谐波问题,降低了设备损耗,提高了生产效率。
总结
谐波问题是影响企业节能的重要因素。通过采用先进的谐波治理技术,企业可以有效降低谐波含量,提高电能质量,实现节能降耗。在实际应用中,企业应根据自身情况选择合适的谐波治理方案,以实现最佳的节能效果。
