近年,隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)與信息時(shí)代的到來(lái),電子計(jì)算機(jī)、精密醫(yī)療儀器、微處理器以及其它數(shù)字化電子設(shè)備應(yīng)用日益普遍;電子計(jì)算機(jī)、微處理器以及其他電子儀器設(shè)備普遍存在對(duì)供電電源的諧波質(zhì)量要求很高的特點(diǎn),由于高次諧波的存在,使得這些高靈敏的電子系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)程序運(yùn)行錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、時(shí)間錯(cuò)誤、死機(jī)、無(wú)故重新啟動(dòng)甚至造成用電設(shè)備永久性損壞,給人們的工作和日常生活造成了巨大損失。一般設(shè)備在“瞬變”發(fā)生頻次20萬(wàn)次/小時(shí)狀態(tài)下工作,電子設(shè)備壽命會(huì)縮短40%,電機(jī)設(shè)備壽命會(huì)縮短30%,照明設(shè)備壽命會(huì)縮短35%~45%據(jù)統(tǒng)計(jì),電子設(shè)備的故障有75%是由于瞬變和浪涌造成的;旧厦慨(dāng)一個(gè)電感性負(fù)荷被切斷時(shí),就會(huì)有比正常電壓的峰值高很多倍的用戶側(cè)高次諧波產(chǎn)生。
諧波保護(hù)器能自動(dòng)消除具有破壞性的高次諧波,高頻噪聲、用戶側(cè)諧波、尖峰瞬變等.確保了用電設(shè)備的使用壽命。
布局電能質(zhì)量治理的上市企業(yè)也逐漸增多,包括森源電氣、榮信股份、思源電氣、和順電氣、恒順電氣、四方股份等。
2.是輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波:輸配電系統(tǒng)中主要是電力變壓器產(chǎn)生諧波,由于變壓器鐵心的飽和,磁化曲線的非線性,加上設(shè)計(jì)變壓器時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性,其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上,這樣就使得磁化電流呈尖頂波形,因而含有奇次諧波。它的大小與磁路的結(jié)構(gòu)形式、鐵心的飽和程度有關(guān)。鐵心的飽和程度越高,變壓器工作點(diǎn)偏離線性越遠(yuǎn),諧波電流也就越大,其中3次諧波電流可達(dá)額定電流0.5%。
由于現(xiàn)在科技發(fā)展迅速日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、智能建筑越來(lái)越離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和電力電子PLC控制技術(shù),人們?nèi)粘I钰呄蛑悄芑钪谐霈F(xiàn)越來(lái)越多的現(xiàn)代化電力電子設(shè)備和裝置,如計(jì)算機(jī)、通訊系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備、各種數(shù)字辦公設(shè)備、復(fù)印機(jī)、微波爐、錄像機(jī)、電視機(jī)及各類充電器等日常辦公生活用電器、各類高壓燈具(碘鎢燈、水銀燈、節(jié)能燈、日光燈等),造成了惡劣的諧波環(huán)境,對(duì)保證電力系統(tǒng)和設(shè)備的安全正常運(yùn)行造成了極大的威脅。
開(kāi)關(guān)電源設(shè)備應(yīng)用很廣,它的工作原理是先把交流整流成直流,通過(guò)開(kāi)關(guān)管控制變壓器初級(jí)電流的開(kāi)通和關(guān)閉,從而在變壓器二次側(cè)感應(yīng)出電流,供給用電設(shè)備。此外,開(kāi)關(guān)電源的頻率比較高一般在40kHz左右,不僅在整流時(shí)產(chǎn)生諧波,而且在開(kāi)關(guān)管開(kāi)閉時(shí),反射40kHz左右的波至電源。這類用電設(shè)備同樣是單臺(tái)容量不大,但它是應(yīng)用面最廣、量最大的非線性用電設(shè)備,它還有一定量的三次諧波,造成配變的中心線電流居高不下,而且三次諧波還會(huì)通過(guò)配變污染到10kV電網(wǎng)。
先來(lái)看諧波污染。諧波是指電壓、電流波形發(fā)生畸變,主要因負(fù)荷的非線性造成。近年來(lái),工業(yè)和居民用電負(fù)荷加大,以及電力電子裝置廣泛使用,導(dǎo)致電網(wǎng)諧波含量不斷上升。諧波污染會(huì)使得電能質(zhì)量下降,甚至影響電力系統(tǒng)的安全性能。
高次諧波頻率可能和雜散的電網(wǎng)電感及功率因數(shù)補(bǔ)償(PFC)設(shè)備組合的諧波頻率形成并聯(lián)諧振回路,諧振電路引起的諧波放大使電壓和電流波形畸變更為嚴(yán)重,從而導(dǎo)致設(shè)備過(guò)早 出現(xiàn)故障。諧波保護(hù)器消除了諧波污染,確保了功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備的使用壽命
據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國(guó)電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》分析,近年來(lái),電能質(zhì)量治理產(chǎn)品市場(chǎng)需求容量不斷擴(kuò)大,增長(zhǎng)強(qiáng)勁。其中,無(wú)功補(bǔ)償裝置與諧波治理兩大主要產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展最為迅猛,產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量都有大幅提升。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類生產(chǎn)生活對(duì)電能質(zhì)量要求越來(lái)越高,而電網(wǎng)的諧波污染卻日益嚴(yán)重,這為電能質(zhì)量治理行業(yè)發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)空間。電能質(zhì)量治理產(chǎn)品需求有望維持快速增長(zhǎng),前景廣闊。
交流整流直流用電設(shè)備的諧波產(chǎn)生的原因是由于整流設(shè)備有一個(gè)閥電壓,在小于閥電壓時(shí),電流為零。這類用電設(shè)備為了提供平穩(wěn)的直流電源,在整流設(shè)備中加入了儲(chǔ)能元件(濾波電容和濾波電感),從而使閥電壓提高,加激了諧波的產(chǎn)生量。為了控制直流用電設(shè)備的電壓和電流,在整流設(shè)備中應(yīng)用了可控硅,這使得該類設(shè)備的諧波污染更嚴(yán)重,而且諧波的次數(shù)比較低。