談干擾性負荷對供電質(zhì)量的影響

1干擾性負荷的危害
　　1.1理想的供電情況我們知道，在理想的交流供電系統(tǒng)中，三相交流電壓是平衡的，其方均根值和頻率應(yīng)該是恒量，電壓和電流的波形為正弦無畸變波形。供電質(zhì)量的衡量指標(biāo)，除供電電壓和頻率的偏差外，還有電壓正弦波形畸變、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、電壓突然下降和中斷以及電網(wǎng)中各種信號電壓等。通常根據(jù)以下幾點來判斷供電質(zhì)量：①在供電點電壓和頻率接近額定值和穩(wěn)定的程度；②電壓和電流偏離正弦波形的程度；③三相系統(tǒng)的電流和電壓，其三相平衡的程度。因為許多發(fā)生干擾的設(shè)備是生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，例如電力電子設(shè)備、大型的煉鋼電弧爐等，這就需要對發(fā)生干擾的設(shè)備接入電網(wǎng)的條件作限制規(guī)定，以保證對干擾敏感的設(shè)備能得到合格的供電。

　　1.2正弦波形畸變和諧波正弦波形畸變的主要原因：如果供電系統(tǒng)中有非線性元件和負荷，即使供電電壓為正弦波形，其電流波形也將偏離正弦波形發(fā)生畸變。非正弦波形的電流在供電系統(tǒng)中傳遞，由于沿途電壓降使各供電點的電壓波形將受其影響而產(chǎn)生不同程度的畸變。大量的、大功率的非線性負荷，是引起供電系統(tǒng)的電流和電壓波形產(chǎn)生畸變的主要原因。供電系統(tǒng)的主要非線性負荷有：①含半導(dǎo)體器件的電力電子變流設(shè)備；②電弧爐、電弧焊機和日光燈等含電弧特性的設(shè)備；③電力變壓器、鐵心電抗器等含有磁飽和特性的設(shè)備。在國際電工標(biāo)準中定義：諧波為一周期量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整倍數(shù)。習(xí)慣上規(guī)定電力系統(tǒng)中的工頻為基波頻率。
　　1.3電壓波動和閃變電弧爐和軋鋼機等沖擊性負荷的波動電流，當(dāng)其流過供電線路阻抗，將使供電電壓出現(xiàn)相應(yīng)的波動。此波動電壓將傳遞到電網(wǎng)其他饋電線路上危害其他用戶的電氣設(shè)備。工業(yè)用電的負荷，如大功率換流設(shè)備、變頻設(shè)備、軋機、電焊機、電弧爐和電力機車等，都是對電能質(zhì)量產(chǎn)生干擾的主要設(shè)備，即主要干擾源。供電系統(tǒng)的諧波污染，通常主要是由帶電容濾波的整流裝置所引起。
　　
　　2 干擾性負荷的動態(tài)補償
　　2.1初步的分析對大黑汀水庫管理處出現(xiàn)的這次問題，因線路上的幾家鋼廠的設(shè)備都是帶有可控硅控制的換流裝置，我們認為主要是干擾性負荷所產(chǎn)生的諧波所造成的。換流裝置由一相向另一相轉(zhuǎn)換時，在重疊導(dǎo)通的區(qū)間△t內(nèi)，參與換相的兩相交流端子被瞬間短路，會導(dǎo)致電壓波形發(fā)生畸變。換流裝置一般都經(jīng)由變壓器與電網(wǎng)連接，如果供電系統(tǒng)的短路容量足夠大，或變壓器阻抗比系統(tǒng)阻抗大很多時，足以抑制電網(wǎng)電壓的諧波。但更換變壓器不是很現(xiàn)實。

　　2.2對干擾性負荷的限制工業(yè)上諸如煉鋼電弧爐、晶閘管整流供電的軋機等屬于動態(tài)的非線性負荷，這類負荷的有功功率和無功功率隨時間作快速變化，從而引起對電能質(zhì)量的如下干擾：①系統(tǒng)頻率的波動；②供電電壓的波動和閃變；③供電電壓的動態(tài)波形畸變；④其中不平衡負荷（如交流電弧爐）還將引起三相供電電壓的動態(tài)不平衡。有功功率沖擊引起系統(tǒng)頻率的波動只是對一些大型沖擊負荷，或者對一些離發(fā)電廠較近而又相對較大的沖擊負荷才需專門研究，一般由電業(yè)部門采取綜合措施解決；而無功功率沖擊引發(fā)的供電電壓方面問題（即電壓波動和閃變、波形畸變和三相不平衡）較為廣泛，應(yīng)由用戶采取措施就地解決。這一次我們就是采取的用戶配合處理的措施，采用交流無源濾波裝置就近吸收諧波源所產(chǎn)生的諧波電流，降低供電點的諧波電壓，是抑制諧波污染的一種有效措施。這次用戶所裝的這種濾波裝置由電力電容器、電抗器適當(dāng)組合而成，運行中它和諧波源并聯(lián)，雖然結(jié)構(gòu)比較簡單，但運行可靠、維護方便，經(jīng)濟上也是用戶可以接受的。在裝設(shè)設(shè)備前后，我們用示波器對系統(tǒng)波形進行了檢測，發(fā)現(xiàn)裝設(shè)備前，正弦電壓波形發(fā)生嚴重畸變，裝設(shè)備之后，電壓波形明顯接近于理想的正弦波形。
　　
　　3 限制干擾性負荷的意義
　　電網(wǎng)諧波含量的增加，將導(dǎo)致電氣設(shè)備壽命縮短，網(wǎng)損加大，系統(tǒng)發(fā)生諧波諧振的可能性增加，同時可能引起繼電保護和自動裝置誤動，儀表指示和電度計量不準以及通信受干擾等一系列問題。即使各級電網(wǎng)諧波電壓不超過標(biāo)準，由于諧波引起的損耗以及電氣設(shè)備絕緣壽命的縮短所造成的等值損失電量也很可觀，據(jù)統(tǒng)計約為用電量的0.7%，電氣設(shè)備壽命的縮短以及電量的消耗對我們來說，損失是相當(dāng)巨大的。如果電網(wǎng)中諧波嚴重超標(biāo)或發(fā)生諧波諧振，則損耗將大大增加。

4結(jié)語綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)干擾性負荷對我們的供電網(wǎng)絡(luò)的危害是巨大的，裝設(shè)具有干擾特性的大型設(shè)備，應(yīng)有限波裝置對其進行限制，以免危及其他用戶的設(shè)備。對我們自己而言，也應(yīng)該對電腦、電視機等加裝UPS及穩(wěn)壓器等，以保證我們的電氣設(shè)備在非正常情況下不受危害。