龙绍清——滤波补偿 提高电能利用率 为企业和社会创效益.docxVIP

滤波补偿——提高电能利用率为企业和社会创效益作者简介广东佛山市南海樱花电气有限公司总工程师、教授级高级工程师，兼公司技术管理委员会主任、公司产品开发部经理、电力电子研究室主任。兼任全国电力电子学标准化技术委员会委员，全国电力电容器标准化技术委员会顾问，高压电力滤波装置设计与应用导则专家组成员，中国电源学会电能质量专业委员会委员。摘要：本文针对用滤除谐波补偿无功的办法，来提高电能质量，提高电能利用率，以有效帮助企业节能减耗，保障供电安全，减少经济损失，并为社会免费增加一份电力资源。关键词：电能利用滤波补偿谐波1 引言电能在现代生活和生产活动中，是一种非常重要的能源，是人类赖以生存的一种二次资源。在全球资源紧缺的环境下，为了保证人类持续生存的条件，我们必须珍惜能源，千方百计节能减耗，努力提高电能的生产效率和利用效率。提高电能的生产效率问题，是指电厂高效发电和电网智能发展方面的事情，我们这里讨论的仅是如何提高电能的利用效率问题。电能利用得好与否，取决于电能质量和用电技术。电能质量的指标很多，包括电压、频率、电磁暂态、供电可靠性、波形失真、三相不平衡、电压波动、闪变等等。来自用电端影响电能质量的因素，主要是用电功率的不平衡和谐波干扰。具体地说，就是用电设备消耗的无功功率太多了，产生的谐波电流太大了。所以，就用电侧来说，功率因数和谐波畸变率是衡量电能质量的两个主要指标。谐波畸变问题就是波形失真问题。这里讲电的波形，是指电压和电流的波形，在正常情况下它们应该是圆滑的正弦波形，用的是交流电，其正弦波形每秒钟反复交变50次，或者说其频率是50Hz，常说是50周波。但一旦有非50Hz的波形叠加在上面，比如是100Hz、150Hz、250Hz等等，则电流电压波形就立刻发生畸变，变为非正弦波形。我们将这些引起波形作非正弦波形畸变的成份就叫作谐波。对于50是多少整数倍，分别叫多少次谐波，如100Hz叫二次谐波，150Hz叫3次谐波，150Hz叫三次谐波，250Hz叫5次谐波等等。谐波越多，波形畸变越历害，电能质量就越差，就越容易引起开关跳闸，保险烧断，电视看不清，电话有杂音，仪表读数不准，自动控制失灵，保护装置误动，电动设备运行失常，产品废品增多等。若减少谐波就能提高电能质量，就能增加用电的安全性和获得良好的经济效益。所以当今管供用电的人们常说，谐波超标了，电能质量不合格，就会影响到电网和用电的安全。为了保证用电安全，必须要治理谐波。实践告诉我们，谐波治理好了，不仅保证了供电安全，还会给我们带来很大的经济利益和社会效益。事实说明：治好谐波，安全用电，既省了钱、又节了电、还获得了一份最廉价的，甚至可以说是免费的电能资源。电压，电流中的非50Hz成份就是谐波。这些非50Hz成份是从哪里来的？产生谐波的源头在哪里？这些都是谐波源：电视机、节能灯、彩光灯、调光灯、音响、电脑、各钟电子办公用具、变频空调、电梯、电车、地铁、动车组、高铁、工业生产的冶炼设备、电化设备、中频加热、热处理等。这些电气设备和电子器具都具有一个共同的基本点，就是它们的用电结构中都有整流电路或是变频电路。整流电路是将交流电变成直流电，变频电路是将交流电变成直流电后再变成不同频率的交流电。这些整流和变频用电过程，使电流电压发生了严重的波形畸变，于是就产生了大量谐波。这些整流和变频用电过程，都有一个共同的特点，就是其电压和电流的比例关系不是直线性的，而是非直线性的，简称非线性。这是它们本身所固有的电气特性。所以又有一种归纳性的通用说法，就是非线性设备用电，一定会产生谐波。随着科学技术和社会经济的不断发展，电力电子设备越来越普及，款式愈来愈多。从家庭、个人生活角落到大型的工业、通讯、交通等各行各业，各种各样先进的电力电子生产技术设备，品种越来越多，容量越来越大。运用这些设备，使社会经济发展越来越快，人们生活水平越来越高，但同时也产生了越来越多的电力谐波。电力电子元件或电路用电，都具有非线性的特点，也就是说，它们的电压和电流之间的关系，是呈着非线性的变化的。除了电路工作机理之外，还有就是因为它们的电路是使用各种各样的电力电子元件构成的。谐波分量影响最大的是在电化学，电冶炼、电轧延、电拖动企业中的整流及变频设备（从局部来看，家电及办公、文娱设备产生的谐波电流畸变率比生产性设备更高，但对总用电量来说它们占的份量比较小）。谐波额外地消耗了大量的有功电力和无功电力，因此就大大降低了电能利用率。根据统计分析，就目前的用电技术水平来说，谐波致使电能利用率降低的，一般都在4％左右，严重的可达20％。可见，谐波引起的经济损失是很大的，若再加上谐波引起的安全经济损失，后果就更加严重。谐波的产生是自然规律，这是不可避免的，但是，要消除谐波的危害是人为的，这是必须的，也是能做得到的。2 滤波补偿提高电能利用率这个课