多起电力污染引起的事故,逐渐引起重视.doc

多起电力污染引起的事故，逐渐引起重视。但是，应该看到电力污染在很多方面类似于环境污染，需要全社会共同努力，从治理污染源入手，才能取得较好的效果。以下介绍几种主要的污染源。2.1整流装置整流装置是典型的谐波源，电力负荷中的整流设备很多，如电解槽、电池充电器、直流电动机等。应用最广的三相六脉动整流装置的主要谐波发生量如表1所列。表1整流装置各次谐波含量谐波次数571113含量237532.2炼钢电弧炉炼钢电弧炉既是电压波动、闪变的肇事者，也是谐波源，同时是不对称负荷。在电弧炉的熔化期，由于电弧燃烧极不稳定，电极经常短路和断路，因而它的基波电流和谐波电流变化都很大，三相不平衡很严重。电弧炉产生的电压波动可用下式估算：式中Sk电弧炉最大短路容量；SC公共供电点上系统最小短路容量。电压闪变估算式为：电弧炉通常是33kV用电负荷，我国钢厂50t以上电弧炉的33kV母线电压的电压波动在治理前为6%12%，电压闪变为2%3%，严重超标。电弧炉产生的谐波统计平均值见表2。表2电弧炉产生的各次谐波含量谐波次数23456789含量5.05.83.04.21.21.11.10.8由于在电弧炉的熔化期，经常出现短路和断路，所以电弧炉电流的不平衡度最大可达100%。2.3电力机车电力机车采用单相整流供电，所以它既是谐波源，又产生不平衡电流。由于电气化铁道的容量很大，目前大约占总负荷的10%以上，而且分布很广，因此，电力机车是影响面较大的污染源。国产的韶山系列型机车产生的谐波统计值如表3所示。电力机车电流不平衡度最大达60%。表3电力机车产生的各次谐波含量谐波次数3579111315含量20.110.16.53.73.31.51.22.4家用电器现代化的家用电器(包括电子计算机)电源多采用二极管整流，会产生很大的谐波。有些家用电器如洗衣机、电视机、电冰箱等工作时的电流变化很大，也影响电压的稳定。家用电器大都是单相负荷，同样产生不平衡电流。3改善电能质量的意义电能质量关系着电网的安全经济运行，是工业产品质量的保障，对降低能耗及人类生活环境等产生重要影响。现代工业和科学技术中的精密仪器设备，复杂的控制系统和工艺流程，对电能质量的要求越来越高。电能质量关系着国民经济的总体效益。电动机是电网的主要用电设备，占总负荷的60%以上。电网电压和频率的偏差，谐波含量，三相电压不平衡以及电压波动和闪变均会直接影响输出的力矩，从而影响生产的工效和产品质量。例如电动机机轴端负荷为恒定时，电压减少10%，则滑差约增大0.6%；负荷率为85%的电动机，电压降低10%15%时则有可能失去稳定。纺织机、造纸机等一些复杂的生产机组对频率是较敏感的，若频率变化过大，便可能出废品，设备受损。电网谐波含量的增加，将导致电气设备寿命缩短，网损加大。高次谐波对电容器的影响很突出，当电容器两端的电压含有高次谐波时，由于电容器对高次谐波的阻抗随频率的增大而减小，因此，谐波电流可能会很大，使电容器不能正常运行或长期过负荷，甚至发生爆炸。谐波还使系统发生谐振的可能性增大，同时可能引起继电保护和自动装置误动，仪表指示和电能计量不准及干扰通讯等一系列问题。即使各级电网的谐波电压不超过标准，由于谐波引起的损耗以及电气设备绝缘寿命的缩短所造成的等值损失电量也很可观，据统计为用电量的0.7%。如果电网中的谐波严重超标或发生谐振，则损耗将大大增加。例如陕西安康地区曾因电气化铁道谐波在电网中发生持续5次谐波谐振。三相电压不平衡(即存在负序分量)会引起电机附加振动力矩和发热。如负序电压含量为4%，由于发热其绝缘寿命缩短约一半。如果某相电压高于额定值，则其绝缘寿命缩短更严重。一些保护会因负序和谐波的干扰而发生动作。1990年4月，山西晋东南由于大焦线电气化铁道的谐波和负序干扰，引起漳泽电厂JGX-11A型高频保护动作，使220kV长治变电站及9个35220kV变电站全部停电，甩负荷100MW以上，使电网和用户均受重大损失。电压的快速波动会使电动机转速不均匀，不仅危及电动机的安全运行，而且还影响一些产品的质量，并引起照明的闪变，使人眼疲劳而降低工效等。需要引起重视的是，很多有污染源的用户认为采取措施改善电能质量，只对电网和其它用户有利，将此投资视为额外负担。实际上，由污染源引起的电能质量污染的首先受害者是这些设备的拥有者。4改善电能质量的措施4.1装设电力无源滤波器(FC)装设电力无源滤波器就近吸收滤波源所产生的谐波电流是抑制谐波污染的一种有效措施。电力无源滤波器由电力电容器、电抗器和电阻器组合而成，将它和谐波源并联运行，除起滤波作用外还兼顾无功补偿的需要。这种装置结构简单，运行可靠，维护方便。电力无源滤波器的主要类型如图1所示。图1主要的滤波器类型(a)为单调谐滤波器；(b)为二阶高通滤波器；(c)为C型滤波器；(d)为双调谐滤波器单调谐滤波器利用R、L、C元件串联谐振原理构成；双调谐滤波器相当于2个并联的串联单调谐滤波器；高通滤波器在高于某个频率之后很宽的频带范围内呈低阻抗特性，用以吸收若干较高次谐波；C型滤波器可用来补偿较低次谐波，具有较宽的频带，而基波损耗很小。实际的滤波装置一般由一组或数组单调谐滤波器组成，有时加一组高通滤波器，有时加一组C型滤波器，也有时由一组双调谐滤波器与一组高通滤波器组成。4.2装设静止无功补偿器(SVC)对于电弧炉、轧钢机等既是谐波源，又是冲击性、不对称性负荷，可装设静止无功补偿器(简称静补)进行综合治理。常用的静补有自饱和电抗器型(SR)和晶闸管控制电抗器型(TCR)，如图2所示4.2装设静止无功补偿器(SVC)对于电弧炉、轧钢机等既是谐波源，又是冲击性、不对称性负荷，可装设静止无功补偿器(简称静补)进行综合治理。常用的静补有自饱和电抗器型(SR)和晶闸管控制电抗器型(TCR)，如图2所示(a)SR型静补(b)TCR型静补图2常用静止无功补偿器SR利用自饱和电抗器饱和后的自然特性稳定电压、抑制产生不平衡电流。由滤波器组提供固定的容性功率，并滤除污染源发出的和自饱和电抗器产生的谐波。TCR采用晶闸管控制电抗器投入的点火角