电源污染的治理

  电力设备运行中的问题和故障，通常都是由于电网电气参数波动或瞬间干扰所引起，如；电压波动、浪涌冲击、谐波、三相不平衡、功率因数过低、缺相运行等。长期以来，这些导致设备运行故障、维修工作量增加及增耗电费的情况受到用户和供电部门的广泛关注。近年来，电网中非线性负载的逐渐增加是全世界共同的趋势，如变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、重要负我所用的不间断电源（UPS）、节能荧光灯系统等，这些非线性负载将导致电网污染，电力品质下降，引起供用电设备故障，甚至5；发严重火灾事故等。世界上包括我国的一些建筑物突发火灾被证明与电力污染有关。电力污染及电力品质恶化主要表现在：电压波动、浪涌冲击、谐波、三相不平衡等。电源污染的危害电源污染会对用电设备造成严重危害，主要有：干扰通讯设备、计算机系统等电子设备的正常工作，造成数据丢失或死机；影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能，造成噪声干扰和图像紊乱；引起电气自动装置误动作，甚至发生严重事故；使电气设备过热，振动和噪声加大，加速绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁等。谐波线性负载，例如纯电阻负载，其工作电流的波形与输入电压的正弦波形完全相同；非线性负载，例如载波直流负载，其工作电流是非正弦波形。传统的线性负载的电流电压只含有基波（50赫兹），没有或只有极小的谐波成分，而非线性负载会在电力系统中产生可观的谐波。谐波与电力系统中基彼叠加，造成波形的畸变，畸变的程度取决于谐波电流的频率和幅值。非线性负载产生陡峭的脉冲型电流，而不是平滑的正弦波电流，这种脉冲中的谐波电流引起电网电压畸变，形成谐波分量，进而导致与电网相联的其它负载产生更多的谐波电流。计算机是此类非线性负载之一，像绝大多数办公室电子设备一样，计算机装有一个二极管电容型的供电电源，这类供电电源仅在交流正弦波电压的峰值处产生电流，因此产生大量的三次谐波电流（150赫兹）。其它产生谐波电流的设备主要有：电动机变频调速器、固态加热器和其他一些产生非正弦波变化电流的设备。电源污染的治理现代电力系统中的精密电子设备，如计算机、控制系统需要稳定的高品质的供电电压，随着电力污染问题日益严重，各国纷纷出合治理措施和相关标准，对产生电力污染的设备提出明确的限制。对于现有供电网络或待建电网中的电力污染情况，要进行仔细分析，通常解决的方法有两个。一是局部重组电网结构，分离或隔离产生电力污染的设备；二是使用电源净化滤波设备进行治理，通常电压谐波是由电流谐波产生的，有效地抑制电流谐波就会使电压畸变达到要求的范围。国内外很多单位已开始重视电源污染的治理，投资安装电源净化滤波装置，取得了提高电源品质和节能的双重效果。目前，电源污染的治理主要有以下几种方法：串联电抗器、有源滤波补偿、无源滤波补偿、增加整流设备的相数、安装各种突波吸收保护装置（如避雷器等）。无源滤波补偿是实际应用最多、效果较好、价格较低的解决方案，它包括三种基本形式：串联滤波、并联滤波和低通滤波（串并混合）。其中串联滤波主要适用于三次谐波的治理；低通滤波主要适用于高次谐波的治理；并联滤波是一种综合装置，它可滤除多次谐波，同时提供系统的无功功率，是应用最广泛的电源净化滤波装置。但是，近年来，随着电力电子技术的发展，有源滤波补偿技术日益成熟，并得到了广泛应用，较传统的无源滤波补偿系统，它具有功能多，适应性好及响应速度快等优点，同时，随着价格的不断下降，应用将日益普遍。