智能電網之電力、電網諧波的危害
視在功率S=475KVA
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/201124.htm每月計算設備運行22天,每天工作12小時。
每月設備的耗電能:475×22×12=125400(度)
每月交納的電費費用:以現(xiàn)在每度電費價格為0.6元計算。125400×0.6=75,240(元)
根據水電部和國家物價局頒布《功率因數(shù)調整電費辦法》規(guī)定;按0.9為標準的功率因數(shù)調整電費標準規(guī)定功率因數(shù)為(cosφ=0.7)時月電費追加10%,功率因數(shù)為(cosφ≥0.95)時月電費下調0.75%。
實際功率因數(shù)為(cosφ=0.95)時500KW設備實際所交納電費費用為:
75240-75240×0.75%=74,675.7
所以安裝了一套消諧濾波裝置這500KW的鑄鋼車間每月能節(jié)省電費支出:
111,513.6-74,675.7=36,837.9(元)
如果500KW負載無功補償屏一套設備售價要7萬元左右,而消諧濾波裝置一套設備售價只需10萬元左右,正常情況下半年就可以返回設備成本。本設備免維護強,投入運行后維護費用基本是零支出。設備使用壽命長,正常運行下設備壽命達20年。
而使用無功補償屏雖然能達到國家功率因數(shù)標準,但諧波造成的損耗無法降低,還是會造成一定的經濟損失。
實踐證明,使用消諧濾波補償裝置比使用無功補償屏節(jié)約電能20%,減少電費費用。
四、商業(yè)區(qū)、商場、寫字樓、辦公樓等設施的諧波危害同樣巨大,主要產生諧波的設備和裝置有:
1.整流器和整流設備;
2.影視設備:TV、TV監(jiān)視器等;
3.計算機;
4.復印機:含圖象復印機;
5.打印機;
6.傳真機;
7.UPS電源系統(tǒng);
8.電子控制照明裝置(如調光、電子熒火燈鎮(zhèn)流器等);
9.電梯;
10.空調(尤其是變頻調速裝置);
11.焊機設備;
12.微波爐;
13.開關模式電源(SMPS);
14.磁性鐵芯設備;
計算機產生以3次、5次和7次諧波為主的諧波,而筆記本便攜式計算機則產生的諧波頻譜更加廣泛。
復印機產生以3、5、7、9、11、13次諧波為主的諧波。
可變頻驅動裝置則產生以5、7次諧波最為明顯。
三相供電有六個脈沖橋式可控硅整流器的UPS電源,則沒有3次諧波,而5、7次諧波則最為顯著。三相供電有十二個脈沖可控硅整流器時,那么11、13次諧波則最為顯著。而單相供電的UPS電源則以3次諧波為主。
諧波的危害與影響
1造成電網電壓的嚴重畸變(用電量大大增加);
2電纜電線過熱,絕緣老化加速,易損壞并導致線間短路和接地故障引起電氣火災和人身電擊事故;
3變壓器和馬達的過熱,損壞甚至于燒毀;
4補償功率因數(shù)的電容器過熱,易損壞,壽命短;
5供電系統(tǒng)損耗增加;
6系統(tǒng)的功率因數(shù)降低;
7斷路器及漏電保護裝置、接觸器、熱繼電器等電氣保護元件過熱,失靈,誤動作,接地保護裝置功能失常;
8中性線過負荷、發(fā)熱,甚至于燒毀、著火;
9過零噪音;
10集膚效應顯著;
11計算機死機,鎖住;
12浪費系統(tǒng)容量,降低保護功能;
13通訊與影像設備失誤;
14給供電系統(tǒng)帶來難題;
15對多租戶大型商用辦公大樓配電系統(tǒng)的諧波治理問題糾紛越來越突出。(其原因有二:其一,辦公設備效率,節(jié)能以及調速驅動(ASD),高效熒光照明和電子設備等,引起系統(tǒng)的諧波畸變水平不斷升高;其二,由于這種系統(tǒng)的多用戶特點和諧波源的小功率,分散性特征帶來責任區(qū)分上的困難,因此,當諧波問題發(fā)生時,容易引起供用電各方之間的糾紛);
16醫(yī)療設備誤動作,帶來醫(yī)療事故,甚至于電源系統(tǒng)遭到破壞;
17機場難以正常運行,國防設施受到影響;
18金融、證券交易中心,電源誤動作,失靈,停電,將會造成重大經濟損失;
19地鐵、輕軌、電氣機車、停電、停運造成交通事故。
從國外的電能質量分析比如英國電源質量問題出現(xiàn)的頻率統(tǒng)計:
方面諧波對地泄漏電流電壓擾動
發(fā)生頻率高中低高中低高中低
商業(yè)的71%20%9%20%31%49%51%27%22%
公共事業(yè)的60%20%20%31%31%39%31%49%20%
60%31%9%40%31%29%40%31%29%
高:一年造成的停機事故在12次以上;
中:一年造成的停機事故在2-12次之間;
低:一年造成的停機事故在1次以下;
從表中可以看出諧波造成停機事故頻率很高,在所有三個方面每年事故的報告在12次以上的均在60%以上,而每年至少1次事故的報告為80%以上。
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