徐州特電電氣有公司

一．我企業介紹
我公司對無功補償技術已研究近20年，在補償與配電運行、系統節電、就地補償、35KV高壓電容柜 補償、支路補償、電壓與無功功率、諧波治理、TDTBB終端等方面取得了很多科研成果。我公司的研究貼近工況現場，解決實際問題，技術可靠，為客戶負責，考慮全面，及時售后再檢查跟蹤。我公司在無功方面的許多研究是其他公司所沒有的。我公司已成功解決涌流、諧波、三項不平衡、快速放電、空載無功、最佳節能技術，狀態自檢。。。。。 我長期以來注重研究，銷售薄弱，許多公司還不知道我們，希望有合作機會，希望有機會為你服務。      

就地無功補償是我公司近兩年推出來的新產品，主要應用于異步電機和電焊機旁進行就地補償，以解決線路功率因數低、電壓低，降低線路電流，起節能節電作用。同時，還可解決電機燒毀，提高焊機焊接質量。我公司還解決了其中有些的特殊要求和工藝要求。
這兩年，在實踐中發現我省諧波比較嚴重，在省內及國內都沒有很好的廠家，并且價格太貴，動輒幾十玩甚至上百萬，一般企業接受不了。所以，我們引進德國核心技術并結合自己諧波治理的經驗，研究了自己的諧波治理技術，部分元件國產化，既解決實際，價格比國內同類產品下降50%，能讓廠方接受。
我公司的諧波技術已系列化。主要特點是：
1. 抑制電容開斷涌流、操作過電壓、保護電容及開關接觸器。
2. 抑制瞬流
3. 抑制電壓浪涌
4. 濾除諧波
5. 降低電機運行溫度
6. 優化電能質量
  
二．什么是諧波
    諧波的定義是對周期性非正弦電量進行傅立葉級數分解，除了得到與電網基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網基波頻率的分量，這部分電量稱為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值（n=fn/f1） 稱為諧波次數。電網中有時也存在非整數倍諧波，稱為非諧波（Non-harmonics）或分數諧波。諧波實際上是一種 干擾量，使電網受到“污染”。電工技術領域主要研究諧波的發生、傳輸、測量、危害及抑制，其頻率范圍一般 為2≤n≤40。

三．諧波產生的原因及危害性   
   諧波的危害表現為引起電氣沒備(電機、變壓器和電容器等)附加損耗和發熱：使同步發電機的額定輸出功率降低，轉矩降低，變壓器溫度升高，效率降低，絕緣加速老化，縮短使用壽命，甚至損壞：降低繼電保護、控制、以及檢測裝置的工作精度和可靠性等。諧波注入電網后會使無功功率加大，功率因數降低，甚至有可能引發并聯或串聯諧振，損壞電氣設備以及干擾通信線路的正常工作。
供電系統中的諧波危害主要表現在以下幾個方面。
　　 1、增加了發、輸、供和用電設備的附加損耗，使設備過熱，降低設備的效率和利用率。
　　 由于諧波電流的頻率為基波頻率的整數倍，高頻電流流過導體時，因集膚效應的作用，使導體對諧波電流的有效電阻增加，從而增加了設備的功率損耗、電能損耗，使導體的發熱嚴重。
　　 (1)對旋轉電機的影響
　　 諧波對旋轉電機的危害主要是產生附加的損耗和轉矩。由于集膚效應、磁滯、渦流等隨著頻率的增高而使在旋轉電機的鐵心和繞組中產生的附加損耗增加。在供電系統中，用戶的電動機負荷約占整個負荷的85%左右。因此，諧波使電力用戶電動機總的附加損耗增加的影響最為顯著。由于電動機的出力一般不能按發熱情況進行調整，由諧波引起電動機的發熱效應是按它能承受的諧波電壓折算成等值的基波負序電壓來考慮的。試驗表明，在額定出力下持續承受為3%額定電壓的負序電壓時，電動機的絕緣壽命要減少一半。因此，國際上一般建議在持續工作的條件下，電動機承受的負序電壓不宜超過額定電壓的2%。
　　諧波電流產生的諧波轉矩對電動機的平均轉矩的影響不大，但諧波會產生顯著的脈沖轉矩，可能出現電機轉軸扭曲振動的問題。這種振蕩力矩使汽輪發電機的轉子元件發生扭振，并使汽輪機葉片產生疲勞循環。
　　 (2)對變壓器的影響
　　 諧波電流使變壓器的銅耗增加，特別是3次及其倍數次諧波對三角形連接的變壓器，會在其繞組中形成環流，使繞組過熱；對全星形連接的變壓器，當繞組中性點按地，而該側電網中分布電容較大或者裝有中性點接地的并聯電容器時，可能形成3次諧波諧振，使變壓器附加損耗增加。
　　 (3)對輸電線路的影響
　　 由于輸電線路阻抗的頻率特性，線路電阻隨著頻率的升高而增加。在集膚效應的作用下，諧波電流使輸電線路的附加損耗增加。在供應電網的損耗中，變壓器和輸電線路的損耗占了大部分，所以諧波使電網網損增大。諧波還使三相供電系統中的中性線的電流增大，導致中性線過載。輸電線路存在著分布的線路電感和對地電容，它們與產生諧波的設備組成串聯回路或并聯回路時，在一定的參數配合條件下，會發生串聯諧振或并聯諧振。一般情況下，并聯諧波諧振所產生的諧波過電壓和過電流對相關設備的危害性較大。當注入電網的諧波的頻率位于在網絡諧振點附近的諧振區內時，會激勵電感、電容產生部分諧振，形成諧波放大。在這種情況下，諧波電壓升高、諧波電流增大將會引起繼電保護裝置出現誤動，以至損壞設備，與此同時還可產生相當大的諧波網損。對于電力電纜線路，由于電纜的對地電容比架空線路約大10-20倍，而感抗約為架空線路的1/2-1/3，因此更容易激勵出較大的諧波諧振和諧波放大，造成絕緣擊穿的事故。
　　(4)對電力電容器的影響
　　 隨著諧波電壓的增高，會加速電容器的老化，使電容器的損耗系數增大、附加損耗增加，從而容易發生故障和縮短電容器的壽命。另一方面，電容器的電容與電網的感抗組成的諧振回路的諧振頻率等于或接近于某次諧波分量的頻率時，就會產生諧波電流放大，使得電容器因過熱、過電壓等而不能正常運行。
　　 2、影響繼電保護和自動裝置的工作和可靠性
　　 諧波對電力系統中以負序(基波)量為基礎的繼電保護和自動裝置的影響十分嚴重，這是由于這些按負序(基波)量整定的保護裝置，整定值小、靈敏度高。如果在負序基礎上再疊加上諧波的干擾(如電氣化鐵道、電弧爐等諧波源還是負序源)則會引起發電機負序電流保護誤動(若誤動引起跳閘，則后果嚴重)、變電站主變的復合電壓啟動過電流保護裝置負序電壓元件誤動，母線差動保護的負序電壓閉鎖元件誤動以及線路各種型號的距離保護、高頻保護、故障錄波器、自動準同期裝置等發生誤動，嚴重威脅電力系統的安全運行。
　　 3、使測量和計量儀器的指示和計量不準確
　　 由于電力計量裝置都是按50Hz的標準的正弦波設計的，當供電電壓或負荷電流中有諧波成分時，會影響感應式電能表的正常工作。在有諧波源的情況下，諧波源用戶處的電能表記錄了該用戶吸收的基波電能并扣除一小部分諧波電能，從而諧波源雖然污染了電網，卻反而少交電費；而與此同時，在線性負荷用戶處，電能表記錄的是該用戶吸收的基波電能及部分的諧波電能，這部分諧波電能不但使線性負荷性能變壞，而且還要多交電費。電子式電能表更不利于供電部門而有利于非線性負荷用戶。
　　 4、干擾通信系統的工作
　　 電力線路上流過的3、5、7、11等幅值較大的奇次低頻諧波電流通過磁場耦合，在鄰近電力線的通信線路中產生干擾電壓，干擾通信系統的工作，影響通信線路通話的清晰度，而且在諧波和基波的共同作用下，觸發電話鈴響，甚至在極端情況下，還會威脅通信設備和人員的安全。另外高壓直流(HVDC)換流站換相過程中產生的電磁噪聲(3-10kHz)會干擾電力載波通信的正常工作，并使利用載波工作的閉鎖和繼電保護裝置動作失誤，影響電網運行的安全。
　　 5、對用電設備的影響
　　 諧波會使電視機、計算機的圖形畸變，畫面亮度發生波動變化，并使機內的元件出現過熱，使計算機及數據處理系統出現錯誤。對于帶有啟動用的鎮流器和提高功率因數用的電容器的熒光燈及汞燈來說，會因為在一定參數的配合下，形成某次諧波頻率下的諧振，使鎮流器或電容器因過熱而損壞。對于采用晶閘管的變速裝置，諧波可能使晶閘管誤動作，或使控制回路誤觸發。

四．幾種常見諧波的治理方法
1 。如何消除中頻爐諧波對電網的污染？  
     中頻爐產生的諧波包括5次、7次、11次、13次……等整數次諧波和中頻逆變頻率2倍的諧波，由于中頻爐的中頻逆變頻率與工頻頻率無關，因此中頻逆變頻率2倍的諧波屬于分數次諧波，又由于中頻爐的逆變頻率遠高于工頻頻率，因此將這部分諧波稱之為高次分數諧波。中頻爐產生的高次分數諧波頻率在1000-2000Hz之間。在中頻爐產生的諧波中，高次分數諧波的含量遠大于低次整數諧波的含量。 
現有的諧波檢測儀表大多使用傅立葉變換的方法進行諧波檢測，而傅立葉變換的方法只能用于檢測整數次諧波，對分數諧波的檢測無能為力，使用示波器可以觀察到分數次諧波而無法分析分數次諧波的含量，因此在大多數情況下不能對高次分數諧波進行準確的檢測，使高次分數諧波問題得不到應有的重視。而實際上高次分數諧波對電網的危害最大，由中頻爐造成的電網設備故障和計量誤差主要是由高次分數諧波所引起的。實踐證明：只要濾除中頻爐產生的高次分數諧波，就可以基本消除中頻爐對電網的污染。
   2. 軋機設備的濾波
直流軋鋼機、整流變頻設備等負載工作時產生大量的諧波電流，傳統的無功補償裝置(電容柜)由于不能抵抗并消除諧波的干擾，根本無法正常投入運行，即使電容柜能夠投入運行也會在短時間內出現燒保險、爆電容等情況，十分危險。并且功率因數普遍偏低(一般為0.6~0.7之間),電能浪費嚴重,每月電費罰款金額巨大。如不治理的話除直接影響工廠的經濟效益外還會嚴重影響電網及電網中的敏感負載安全運行。
本公司的諧波治理裝置（TDLBQ系列）能夠有效解決上述問題，既能治理諧波又能補償無功，可徹底解決諧波污染及提高功率因素，經濟效益明顯，一般可在3個月左右收回投資成本。