電廠發(fā)電機(jī)的諧波危害分析和測(cè)試

張宗明

摘 要：隨著我國(guó)電力行業(yè)的不斷發(fā)展，電廠發(fā)電機(jī)諧波危害程度不斷加深，已經(jīng)給我們生活的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染和破壞。那么就需要關(guān)注電廠發(fā)電機(jī)諧波危害問題，深入分析當(dāng)下電廠發(fā)電機(jī)諧波危害涉及到了各種安全隱患問題，構(gòu)建具有等效性特征的模型，對(duì)電廠發(fā)電機(jī)諧波危害分析之后，計(jì)算出發(fā)電機(jī)諧波危害下的穩(wěn)定脈動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩和穩(wěn)定電磁轉(zhuǎn)矩，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試電廠發(fā)電機(jī)諧波危害的各種影響因素，深入分析電腦發(fā)電機(jī)斜坡危害造成的很多嚴(yán)重隱患。

關(guān)鍵詞：電廠；發(fā)電機(jī)；諧波危害；分析；測(cè)試

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.137

0 引言

一種非線性的十遍拓?fù)湄?fù)載就是非線性負(fù)載，在這個(gè)過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生畸形波形，將這些波形注入電網(wǎng)以后，那么就會(huì)給整個(gè)電網(wǎng)造成很多危害，現(xiàn)階段社會(huì)很多電力研究者廣泛關(guān)注的問題就是諧波引起的電能質(zhì)量變化。比如說(shuō)旋轉(zhuǎn)電機(jī)、繼電保護(hù)裝置、通訊裝置、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電容器組，這些電力設(shè)備都會(huì)受到諧波的影響，很多電廠發(fā)電機(jī)根本無(wú)法避免這些嚴(yán)重的危害，不單單會(huì)給發(fā)電機(jī)本身造成不利影響，還會(huì)牽扯到很多電力用戶。那么在電廠發(fā)電機(jī)諧波危害分析和測(cè)試過(guò)程中，能夠確保電網(wǎng)用戶和發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有研究?jī)r(jià)值。

1 電廠發(fā)電機(jī)諧波的產(chǎn)生過(guò)程

總體來(lái)看，電廠發(fā)電機(jī)工作的整個(gè)過(guò)程，涉及到輸電、發(fā)電、用電和配電，在發(fā)電機(jī)工作的整個(gè)過(guò)程中用電過(guò)程產(chǎn)生的諧波最多，完全對(duì)稱是發(fā)電機(jī)三相繞組必要的組成部分，這確保發(fā)電機(jī)內(nèi)部鐵心均勻一致，這個(gè)過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，并且會(huì)受到環(huán)境工藝制作技術(shù)等因素的干擾，這過(guò)程中同樣會(huì)產(chǎn)生一定的諧波。大數(shù)量的電力變壓器是配電系統(tǒng)和輸電系統(tǒng)中存在的相應(yīng)設(shè)備，并且諧波出現(xiàn)的頻率會(huì)發(fā)生變化，變壓器鐵心飽和度越強(qiáng)，別提工作點(diǎn)就會(huì)偏離線性，那么產(chǎn)生的諧波電流就會(huì)變得很大，超過(guò)三次嚴(yán)重的諧波電流就會(huì)達(dá)到額定電流的6%左右。

2 電廠發(fā)電機(jī)諧波存在于整流設(shè)備中

電廠發(fā)電機(jī)運(yùn)營(yíng)的整個(gè)過(guò)程中，很多設(shè)備都會(huì)造成一定量諧波的產(chǎn)生，比如說(shuō)變頻裝置、整流設(shè)備、重啟電源和變頻裝置以及家用電器都會(huì)產(chǎn)生諧波。據(jù)說(shuō)會(huì)相關(guān)信息表明，在整個(gè)發(fā)電機(jī)工作過(guò)程中蒸餾設(shè)備產(chǎn)生的諧波占據(jù)了35%左右，是整個(gè)工作過(guò)程最大的諧波源。還有就是變頻器工作中也會(huì)產(chǎn)生一定量的諧波，比如說(shuō)家用電器和充氣墊光源是最常見的諧波源，高壓汞燈、熒光燈、金屬鹵化物燈和高壓鈉燈都具有非線性特征，同樣會(huì)產(chǎn)生大量的諧波給發(fā)電機(jī)造成危害。

3 現(xiàn)階段電廠發(fā)電機(jī)諧波危害性分析和測(cè)試

3.1 電廠發(fā)電機(jī)諧波會(huì)對(duì)變壓器造成危害

電廠發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的大量諧波對(duì)電網(wǎng)造成的危害很大，特別是對(duì)變壓器的影響，在工作的整個(gè)過(guò)程中，出現(xiàn)的基波電流和諧波電流會(huì)通過(guò)變壓器這一裝置，變壓器出現(xiàn)嚴(yán)重飽和情況是是受到高頻率諧波的影響。在這一個(gè)過(guò)程，變壓器的磁通和同損會(huì)受到大強(qiáng)度的消耗，進(jìn)一步加大了變壓器的噪音，導(dǎo)致變壓器不能完成相應(yīng)的負(fù)荷輸出任務(wù)，當(dāng)諧波的頻率到達(dá)峰值時(shí)，變壓器就會(huì)出現(xiàn)絕緣破壞，這對(duì)于電網(wǎng)和配電室的安全運(yùn)行有很大的安全隱患。

3.2 電廠發(fā)電機(jī)諧波會(huì)對(duì)電容器造成危害

電廠發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生大量的諧波會(huì)對(duì)電容器造成一定的影響，由于頻率和容抗在電容器中成反比，頻率越低電容器的容抗就越高，頻率越高電容器的容抗就越低，在較高頻率的條件下，電容器中會(huì)經(jīng)過(guò)更多的諧波，那么加大了整個(gè)電容器的工作負(fù)擔(dān)。在這個(gè)過(guò)程中，電容器過(guò)載就會(huì)造成損害，還有就是在整個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)的高頻率諧波會(huì)導(dǎo)致電容器產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)較高頻率的諧振就會(huì)更大強(qiáng)度上損害電容器，從一定程度上引發(fā)電容器著火、漏液或爆炸，從而引發(fā)整個(gè)電廠發(fā)電機(jī)大面積損壞，影響正常的日常供電。

3.3 電廠發(fā)電機(jī)諧波對(duì)自動(dòng)裝置和繼電保護(hù)的危害

電廠發(fā)電機(jī)在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，諧波會(huì)對(duì)整個(gè)電廠發(fā)電過(guò)程造成一定的影響，電廠發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的諧波會(huì)對(duì)自動(dòng)裝置和繼電保護(hù)裝置造成影響。特別是由電流信號(hào)和電壓信號(hào)啟動(dòng)出現(xiàn)的啟動(dòng)軟件或繼電保護(hù)裝置，當(dāng)波動(dòng)的程度到達(dá)一個(gè)定值，在家多諧波疊加過(guò)程中超過(guò)了綜合量的動(dòng)作值，電流和電壓繼電器一旦啟動(dòng)，出現(xiàn)的諧波就會(huì)變得很敏感，這些電路在工作過(guò)程中輸送出來(lái)的波量很小，牽扯到的元件整定值很低，所以輸出量的諧波含有率很高，這樣就會(huì)造成葉亮大量堆積產(chǎn)生較大的動(dòng)作量。

3.4 電廠發(fā)電機(jī)諧波對(duì)相應(yīng)其他電力設(shè)備的危害

電廠發(fā)電機(jī)在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，出現(xiàn)了這些諧波會(huì)危害到很多電力設(shè)備，諧波的出現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生集膚效應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)的鐵磁設(shè)備有很大的影響，鐵磁設(shè)備消耗的功率會(huì)明顯增大，并且在這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，發(fā)電機(jī)絕緣提前老化就會(huì)出現(xiàn)噪音大、震動(dòng)強(qiáng)、過(guò)熱等問題，特別是電路輸送過(guò)程中電纜溫度過(guò)高，就會(huì)造成嚴(yán)重的絕緣老化。發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生大量的諧波會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成一定的危害，降低了非線性負(fù)載的功率，產(chǎn)生的無(wú)功功率明顯增大，頻率和波形也發(fā)生了巨大的變化，甚至可能會(huì)引起保護(hù)據(jù)動(dòng)和互動(dòng)、錄波裝置誤體啟動(dòng)等問題。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)現(xiàn)階段電廠發(fā)電機(jī)諧波產(chǎn)生的危害，需要對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)諧波產(chǎn)生和傳播的主要特征，采取補(bǔ)償隔離和減小措施，特別是在配電網(wǎng)中，檢測(cè)完諧波以后，考慮諧波的污染度，從一定程度上來(lái)降低諧波對(duì)發(fā)電機(jī)的危害程度。

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