電能質量問題的危害及解決方法
1.電壓范圍過大,電源不足。供電部門采用降壓供電,或者地處偏遠,損耗過大,導致電壓偏低。電網用電過少,導致高低壓負荷不能正常工作,電壓過高,縮短負荷使用壽命,或燒毀負荷。2.波形失真(或諧波波形失真)常見的波形失真是指標準電源波形的多個諧波。電網中產生諧波的原因是電力電子設備和電氣設備如整流器、UPS電源、電子調速設備、熒光燈系統、計算機、微波爐、節能燈、調光器等使用開關電源,或者是二次電源本身。諧波對公共電網的危害主要包括:1)對公共電網中的元件造成額外的諧波損耗,降低發電、輸變電設備的效率,當大量三次諧波流經中性線時,造成過熱甚至火災;2)影響各類電氣設備的正常工作,除造成額外損失外,還會使電機產生機械振動、噪聲和過電壓,造成干式變壓器局部嚴重過熱,電容器、電纜等設備過熱,絕緣老化,使用壽命縮短,造成損壞;3)會在公共電網中引起局部并聯諧振和串聯諧振,從而放大諧波,大大增加前述危害,甚至引發嚴重事故;4)會導致繼電保護和自動裝置的誤動作,使電氣測量儀表的測量不準確;5)會對相鄰的通信系統造成干擾,輕的會產生噪聲,降低通信質量,重的會導致信息丟失,使通信系統無法正常工作。3.浪涌(或浪涌功率浪涌)是指輸出電壓的有效值在瞬間(幾毫秒)高于額定值110,持續時間為一個或幾個周期。是破壞精密電子設備的罪魁禍先。除了被雷擊外,主要是由于接入電網的大型電氣設備停機啟動時突然卸載電網而產生的高電壓。功率浪涌的危害:隨著計算機技術的發展,電路密集的多層超大規模芯片趨向于集成度更高、元件間隙更小、導線更細。幾年前一平方厘米的電腦芯片有2000個晶體管,現在有1000多萬臺奔騰機器。從而增加電腦被浪涌損壞的概率。由于計算機的設計和結構,它應該在特定的電壓范圍內工作。當電源浪涌超過電腦所能承受的水平時,電腦就會出現數據亂碼,芯片損壞,元器件提前老化。這些癥狀包括意外的數據錯誤、無法接收/傳輸數據、文檔丟失、工作異常、頻繁維護、無法解釋的故障和硬件問題等。雷電浪涌遠遠超出了計算機等電氣設備所能承受的水平。在大多數情況下,計算機和其他電氣設備將被立即銷毀,或者數據將永遠丟失。20馬力的小型感應發動機即使起動或停機,也會產生3000-5000伏的浪涌,使與其共用一個配電箱的電腦在每次浪涌中都受到損壞或干擾,非常頻繁。浪涌對敏感電子電氣設備的影響可分為以下幾種類型:電壓損壞、半導體器件擊穿、元件金屬化表面損壞、印刷電路板、印刷電路或觸點損壞、三端雙向可控硅開關/晶閘管損壞、干擾鎖定、晶閘管或三端雙向可控硅開關數據文件失控、數據處理程序部分損壞、數據傳輸錯誤、故障原因不明的故障、部件過早老化、電器壽命大大縮短、輸出音質下降。哪些電氣設備會被浪涌損壞?含微處理器的電氣設備容易被浪涌損壞,包括計算機及輔助設備、程序控制器、PLC、傳真機、電話、應答機等。程控交換機、廣播電視發射機、電影和電視 #p#分頁標題#e#
4.銳波(或高壓銳脈沖尖峰)是指峰值為6000伏、持續時間為十分之一秒至半個周期(10毫秒)的電壓。這主要是由雷擊、電弧充電、靜電放電或大型電氣設備的開關操作引起的。危害:這種峰值干擾在鋼廠、軋鋼廠或者晶閘管設備、電火花設備、電力機車廣泛使用的地方危害特別大。其幅值可達數百伏甚至數千伏,脈沖寬度一般在 s量級,雷電常以尖峰的形式侵入。當尖峰脈沖幅度很大時,會損壞輸入濾波器、整流器甚至工控機開關電源的主振蕩器。另外,它的頻譜很廣,也會闖入電腦造成干擾。5.瞬態過電壓和瞬態過電壓是指峰值電壓高達20000伏,但持續時間在百萬分之一秒到百萬分之一秒之間的脈沖電壓。主要原因和可能造成的損害類似于高壓尖峰,主要是雷電造成的。危害:以大規模集成電路為核心部件的測量、監測、保護、通信、計算機網絡等先進電子設備廣泛應用于電力、航空、防、通信、廣播電視、金融、交通、石化、醫療等現代生活的各個領域。這些由大規模CMOS集成元件組成的電子設備,一般都存在對瞬態過電壓和過電流耐受能力弱的缺點。瞬態過電壓不僅會導致電子設備的誤操作,嚴重時還會導致元器件擊穿、電路板燒毀,使整個系統癱瘓。6.電壓驟降是指電源電壓的有效值在額定值的80-85之間并持續一至幾個周期甚至更長時間的低壓狀態。原因包括:大型設備的啟動和應用、大型電機的啟動、大型干式電力變壓器的接入、主電源線的切換、線路過載等。危害:電壓凹陷是較常見的電源問題,占電源問題的87%。由于某種原因,電源可能會導致電壓短暫下降。它對計算機的影響很輕,使鍵盤等接口設備暫停操作,同時也使數據丟失、文件破壞。同時電壓的驟降會破壞電腦中的元器件,從而縮短壽命。7.三相電壓不平衡是指各相之間的電壓或相角不相等,這是由各相負載不平衡引起的。三相不平衡的危害及影響。三相不平衡是
指三相電源各相的電壓不對稱。是各相電源所加的負荷不均衡所致,屬于基波負荷配置問題。發生三相不平衡即與用戶負荷特性有關,同時與電力系統的規劃、負荷分配也有關。《電能質量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-1995)適用于交流額定頻率為50赫茲。在電力系統正常運行方式下,由于負序分量而引起的PCC點連接點的電壓不平衡。該標準規定:電力系統公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為2,短時間不得超過4。對干式變壓器的危害。在生產、生活用電中,三相負載不平衡時,使干式變壓器處于不對稱運行狀態。造成干式變壓器的損耗增大(包括空載損耗和負載損耗)。根據干式變壓器運行規程規定,在運行中的干式變壓器中性線電流不得超過干式變壓器低壓側額定電流的25。此外,三相負載不平衡運行會造成干式變壓器零序電流過大,局部金屬件升溫增高,甚至會導致干式變壓器燒毀。對用電設備的影響。三相電壓不平衡的發生將導致達到數倍電流不平衡的發生。誘導電動機中逆扭矩增加,從而使電動機的溫度上升,效率下降,能耗增加,發生震動,輸出虧耗等影響。各相之間的不平衡會導致用電設備使用壽命縮短,加速設備部件更換頻率,增加設備維護的成本。斷路器允許電流的余量減少,當負載變更或交替時容易發生超載、短路現象。中性線中流入過大的不平衡電流,導致中性線增粗。對線損的影響。三相四線制結線方式,當三相負荷平衡時線損較小;當一相負荷重,兩相負荷輕的情況下線損增量較小;當一相負荷重,一相負荷輕,而第三相的負荷為平均負荷的情況下線損增量較大;當一相負荷輕,兩相負荷重的情況下線損增量較大。當三相負荷不平衡時,無論何種負荷分配情況,電流不平衡度越大,線損增量也越大。8.雜訊干擾(或稱噪聲Noises)指射頻干擾(RFI)和電磁干擾(EFI)及其它和種高頻干擾。源于電磁波或高頻波感應,它是高頻率的變化,在正常電力50Hz頻率上介于15-100電位擾動。馬達運行、斷電器動作、馬達控制器工作、廣播發射、微波輻射及電氣風暴都會造成噪聲。危害:雜訊過大,可能讓電腦CPU產生誤判,嚴重者可能燒壞CPU和其他電腦配件,可造成無線電傳輸中斷。感應傳導到四周環境,導致其他電子設備.無法正常工作。可使民航系統工作失效,通信不暢,計算機運行錯誤,自動設備誤動作。澳其斯交流參數電源綜合調節器,對提高配網的供電質量有著重要的作用。該裝置具有如下功能:(1)在原側電壓波動或2—3周波短時停電的條件下,維持負載側電壓恒定;(2)在原側電壓不平衡且諧波條件下,維持負載側三相電壓平衡;(3)可補償負載側電流諧波和無功,使網側只提供有功電流;(4)可補償負載側不平衡的電流諧波,使網側電流為三相平衡;(5)可排除各種微觀電源干擾污染。 來源:中電力諧波監測及濾波工程技術網#p#分頁標題#e#