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污水處理廠低壓配電系統(tǒng)諧波分析與防治

返回列表來源:領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時間:2016-04-08加入收藏關(guān)注:-

實時新聞2


         近年來,市政工程中使用了大量的非線性設(shè)備,由于非線性設(shè)備的使用而產(chǎn)生的高次諧波所造成的影響越來越大。在污水處理廠中,除了動力負(fù)荷外,為保證整個水處理流程正??煽康倪\轉(zhuǎn),廠內(nèi)還有很多控制、監(jiān)控、通信、照明設(shè)備,其中大量非線性設(shè)備的運行必然產(chǎn)生諧波。如何降低諧波對配電系統(tǒng)的污染,減少諧波造成的危害,如何創(chuàng)造一個安全又經(jīng)濟(jì)的低壓配電系統(tǒng)環(huán)境已經(jīng)成為一個非常值得關(guān)注的問題了。

污水處理廠內(nèi)各系統(tǒng)諧波源分析

         污水處理廠內(nèi)強(qiáng)電、弱電多個系統(tǒng)并存,高壓、低壓多種電壓等級并存,交流、直流多種供電制并存,所以有效抑制諧波電流、創(chuàng)造更好的電磁兼容環(huán)境,是保證水處理流程正常運轉(zhuǎn)的需要。

         污水處理廠內(nèi)存在大量非線性電氣設(shè)備,歸納起來有以下幾種:

         1、變配電室直流屏

         在污水處理廠有變配電室自用電的直流屏。此類設(shè)備含有高頻開關(guān)整流(三相橋)模塊、充電器等,所以會產(chǎn)生諧波電流,主要產(chǎn)品5、7次諧波電流。

         2、風(fēng)機(jī)、水泵用變頻控制器和軟啟動器

         功率較大的風(fēng)機(jī)和水泵均配置了變頻控制器或軟啟動器,以達(dá)到改善啟動條件及運行節(jié)能的要求。變頻控制器一般采用三相橋式整流(6脈沖),主要產(chǎn)生5、7次諧波電流。

         3、弱電系統(tǒng)電源

         污水處理廠內(nèi)弱電系統(tǒng)很多,有設(shè)備控制系統(tǒng)(PLC控制)、廠區(qū)通信系統(tǒng)、廠區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)等。許多的電子設(shè)備大都使用開關(guān)模式電源,從而使各弱電系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生大量的3次及高次諧波。

         4、氣體放電燈(高壓鈉燈、熒光燈等)及鎮(zhèn)流器

         為滿足照明節(jié)電及照度要求,污水處理廠中辦公管理用房均采用熒光燈,處理構(gòu)筑物大都采用高壓鈉燈,廠區(qū)道路照明大都采用節(jié)能燈或高壓鈉燈。

         氣體放電燈,電路中含有電弧,電弧的負(fù)阻特性(電弧電阻隨電流增大而急劇減小)產(chǎn)生諧波電流。這些光源的電子鎮(zhèn)流器功耗低,可提高光源壽命,所以在污水處理廠的照明系統(tǒng)中大量使用。電子鎮(zhèn)流器在整流后,再將直流逆變?yōu)楦哳l交流電,在此過程中產(chǎn)生諧波,主要以3次諧波為主。

         5、檢修電源

         污水處理廠內(nèi)的檢修作業(yè),難免產(chǎn)生電弧。電弧的負(fù)阻特性會產(chǎn)生諧波電流,但由于產(chǎn)生電弧的檢修工作時間很短,所以對電網(wǎng)影響很小。


污水處理廠諧波

諧波電流對污水處理系統(tǒng)的影響

         1、變壓器

         諧波電流容易導(dǎo)致變壓器的銅損與鐵損增加,引起絕緣介質(zhì)老化,從而縮短變壓器的使用壽命,且由于諧波電流的存在,會降低變壓器的利用率,增加投資成本。在污水處理廠的低壓配電系統(tǒng)中,其變壓器一般采用三角/星形的接線方式,也為零序諧波在一次側(cè)繞組中提供環(huán)流通路,以對3次諧波向電源端的傳導(dǎo)進(jìn)行抑制。但這種接線方法無法阻止其他頻率的諧波傳導(dǎo)到電源端。

         2、電動機(jī)

         諧波電流的存在會導(dǎo)致電動機(jī)耗損不斷增加,使線圈溫度上升,從而縮短了電動機(jī)的使用壽命。特別是負(fù)序諧波的存在,對電動機(jī)的危害更大。而在電動機(jī)中,5次、11次諧波均屬于負(fù)序諧波,其產(chǎn)生的反向旋轉(zhuǎn)磁場容易導(dǎo)致電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩下降,和正序電流一起使電動機(jī)震動并產(chǎn)生噪聲。諧波電流使電動機(jī)的功率降低,為了保證電動機(jī)的輸出功率,就要響應(yīng)增加輸入電流,導(dǎo)致功率損失。

         3、電容器

         在降壓變配電室的0.4KV母線上安裝有電容器補(bǔ)償柜,它可以提高配電變壓器的功率及利用率。因并聯(lián)電容器容抗與電流頻率呈反比,電容器組對諧波電流可表現(xiàn)出對諧波進(jìn)行吸收的作用。因此電容器組具有濾波作用。但是諧波電流的存在就會導(dǎo)致電容器過流發(fā)熱甚至擊穿電容,從而縮短電容器的使用壽命。

         4、電線電纜

         在正常情況下,線路電纜中的諧波含量并不會影響線路的升溫,但是在諧波電流放大時,如線路中的5次、13次諧波放大,當(dāng)放大倍數(shù)較大時,就會對電纜線路升溫造成影響,從而導(dǎo)致電纜局部溫度過高,容易引發(fā)火災(zāi)事件。


污水處理廠低壓配電系統(tǒng)諧波的防治措施

         1、采用帶電抗補(bǔ)償系統(tǒng)的變配電室電容補(bǔ)償

         一般情況下,諧振頻率不應(yīng)超過電路中含量較多的低次諧波,且串聯(lián)諧振電路會對超出諧振頻率的諧波呈感性,對于低于諧振頻率的基波呈容性,使諧波現(xiàn)象得以消除,實現(xiàn)電容補(bǔ)償?shù)哪康摹?

         2、合理增大低壓電纜和低壓柜中母線的中性線截面

         污水處理廠在使用帶電抗器的電容補(bǔ)償裝置之后,能有效降低變壓器的損耗,從而提高其利用率。但在低壓配電系統(tǒng)中,非線性負(fù)載電纜與低壓柜中仍然存在大量的諧波電流。因此為了避免因中性線過熱導(dǎo)致事故,還需合理增加中性線截面。

         3、為低壓配電系統(tǒng)增設(shè)有源濾波裝置

         有源電力濾波器(簡稱APF)是一種用于動態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置,它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行實時動態(tài)補(bǔ)償,是多領(lǐng)域配電系統(tǒng)治理諧波、提高功率因數(shù)的針對性選擇。北京領(lǐng)步公司依托自主研發(fā)的技術(shù),自主研發(fā)生產(chǎn)的LBAPF系列有源濾波器,能夠針對多種類型的諧波負(fù)載及配電領(lǐng)域進(jìn)行更有效的諧波治理,了解更多產(chǎn)品信息及相關(guān)案例,您可點擊下面圖片信息:


APF橫豎模塊(中)

        13年來北京領(lǐng)步始終專注于“諧波干擾危害治理”“高低壓特殊無功補(bǔ)償”兩方面進(jìn)行辛勤耕耘與技術(shù)積累,專注成就品質(zhì)、質(zhì)量鑄就品牌,為各類諧波治理用戶提供“24小時技術(shù)咨詢”“免費檢測分析”“方案設(shè)計與性價比評估”,了解更多<特殊電能質(zhì)量問題診斷>,歡迎點擊我們的在線客服進(jìn)行咨詢,或者直接撥打全國統(tǒng)一服務(wù)熱線400-056-5258,我們期待您的來電!



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