| 加入桌面 | 无图版 |
中国建筑电气网_供配电|智能建筑|能效管理|电气人才平台|电气节能开关|建筑电气|智能开关|b2b网站|b2b行业|b2b企业  
 
当前位置: 首页 » 资料 » 安防监控 » 正文

由电网污染谈热成像检测的重要性

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-10-25  来源:《电气&智能建筑》  作者:上海欣波消防电气检测有限公司 陈尊理
摘 要 高次谐波、功率因数降低和电磁干扰被称为电力系统的三大“电力公害”,前两者都会增加电气设备的附加损耗,同时导致电气设备异常发热,严重时可能引起电气设备过热而绝缘损失,造成电气事故和火灾。而对电气设备进行热成像检测,可及时发现谐波和功率因数降低引起的异常发热现象,从而避免事故的发生。
 
关键词 电气设备 谐波 无功 异常发热 热成像
 
1 前言
 
  高次谐波、功率因数降低和电磁干扰被称为电力系统的三大“电力公害”,随着国家经济的发展和人民生活水平的提高,对节能和环保的重视,这些电力污染正日趋严重,已经从过去传统的工矿企业,逐步向科研院所、办公场所、商场、医院和家庭等蔓延。
 
2 电力谐波和无功的来源分析
 
  从傅里叶级数分析,任何非线性负载和冲击电流都会产生谐波,只是有的长期存在,有的只有数秒钟。而电网中的感性负荷,如电动机、非线性灯具等,都会消耗无功功率,从而降低功率因数,这方面人们的认识还比较充分,这里不再累述。
 
2.1 整流设备产生的谐波
 
  现代工业中,通过整流使交流电变成直流电的装置非常多,这是最早造成电压和电流畸变的原因,如电化工的整流设备。而现在许多钢铁工业的直流电弧炉、电动汽车充电站的整流设备等加入其中。以经济较为发达的江苏无锡地区为例,10年前就有谐波源的专用变压器用户800多家。[1]
 
  近几年随着经济的发展,城镇化建设的不断推进,原先的城市交通急需升级换代,我国大陆至少有32个城市向国家申报了城市轨道交通规划。截止2013年5月,我国大陆已建成投运的城市轨道交通有2144.9公里,正在建设的有2700多公里,规划的有12000多公里。象上海、北京这种大型城市,如果没有轨道交通,人们的出行已无法想象。
 
  我国电气化铁路里程已经超过俄罗斯达世界第一,接近5万公里,到2020年,将达到7万多公里。以时速达350公里的京津城际高速铁路为例,全程旅客人均耗电仅8KWH,能效优势非常明显。但同时必须指出,这些都会产生谐波。
 
2.2 调速装置产生的谐波
 
  变频调速由于便于维护、调速范围广、危险性小等特点,已经成为新建和扩建工程中电机调速的首选。变频调速系统可以减少一点无功损耗,但其大量采用整流电路、逆变电路以及PWM(脉宽调制)和SPWM技术,使其成为一个典型的非线性负载。如某造纸厂大量使用了非线性电气设备,其谐波电压和电流的畸变率分别达到13.53%和29.43%。[2]
 
  而目前各行各业或节能、或工艺、或产量、或环境等要求,调变速系统被广泛应用,如矿山的调速提升设备,金属轧制、制糖、纺织、水泥等行业的交直流拖动系统,几乎所有工业企业均会使用的风机、水泵变频调速系统,这些都会产生谐波。
 
2.3 电子设备产生的谐波
 
  随着现代电子技术,特别是信息技术的发展,各种各样的电子设备正迅速进入办公场所、学校、企事业单位、医院、科研院所和家庭。可以说,如果没有现代电子设备,我们将不知如何工作、娱乐、生活,也不知如何渡过每一天。尽管几乎所有的电信、电子设备都是用的低压直流电,但绝大多数是由交流电整流成直流电的,这样就会产生谐波。上海建筑设计研究院的一份资料显示,上海市2007年对9家三级甲等医院医技楼变压器进行监测,A相畸变率最高的达到21.6%,检测的28台变压器中,只有6台畸变率在国家标准允许的畸变率5%以下。现在医院广泛应用LED显示屏等引导患者就医,大功率LED医疗整体化照明灯代替原来的无影灯,尽管具有无频闪,光斑均匀,医生不易视觉疲劳等优点,但必须指出,它同时会产生大量的谐波。而中国医学科学院整形外科医院的谐波测试结果显示,其变压器3、5、7次谐波总占比竟达到74%。[3]
 
  现在办公场所的电脑、打印机、复印机、传真机,科研院所的各种电子设备、仪器,都会产生谐波电流,而现在电信机房、移动通信机房、大型数据库机房已经广泛存在,连许多大中型企事业单位,也有自己独立的机房室。安泰南瑞非晶科技有限公司蒋跃平在《通信机房电能质量分析与治理措施》中就指出,通信机房在UPS和蓄电池组工作时,电流谐波畸变率就达到30%。
 
2.4 家用电器产生的谐波和无功损耗
 
  北京供电局陈斌发在《配电变压器接法对谐波影响的分析》中指出,1998年至2000年对北京20个居民小区的长时间谐波监测,在晚上用电高峰时,60%的小区电压总畸变率和3次谐波畸变率都超过国家标准。应该说,随着十多年的经济发展和对节能减排的要求不断加大,非线性家电存在明显的增长趋势,情况只会更加严重。
 
  (1)家用电器中对电网谐波影响最大的电器就是电视机群。其特征谐波全部为奇次谐波,而且谐波的峰值与基波峰值相重合。同一相电路供电的多台电视机产生的谐波相位相同,而且同时间的使用率高,造成谐波电流增大。黑白电视机的谐波电流值,几乎相当于基波电流值,而彩色电视机的尖峰电流还要大,特别是3次等奇次谐波尤为严重,其谐波电流值甚至超出基波值。[2]
 
  (2)随着经济的发展和人民生活水平的提高,同时部分城市受温室效应和城市热岛的共同影响,家用空调用电连年攀升,许多城市中空调负荷跃居居民用电的榜首。测试表明,空调制冷或制热时,畸变率达22~34%,由于家用空调机功率较大,每台一般在600W到数千瓦,单台空调的各次谐波电流比电视机还要大得多。随着变频空调应用日益广泛,其谐波含量将更大。
 
  (3)家用电冰箱和洗衣机的功率都不大,谐波电流畸变不是太厉害,只是存在突然起动的冲击电流,会存在短时的谐波分量。
 
  (4)随着信息时代的到来,家用电脑已开始普及,特别是城市地区。一般家用电脑用电负荷和谐波电流和彩电十分相似。
 
  (5)电池充电器是指各种可充电电池充电的装置,其容量随充电时电池的容量和个数而定。在我国小容量的充电器应用较为广泛,主要是手机和数码相机,但容量都较小。而容量较大的主要是电动助动车,以及将来可能大力发展的电动汽车,这可能是家庭谐波电流一个新的增长点。而目前由于电动助动车引起的电气火灾已经非常惊人了,有人说,原来电动助动车被宣传为绿色出行,但现在被称为“两个死亡陷井”,即电气火灾和交通事故。
 
2.5 非线性照明灯具的谐波
 
  现在广泛推广和使用的各种节能灯,几乎都是谐波源。
 
  (1)各种荧光灯的谐波电流含有率相差很大。其谐波电流全为奇次谐波。线绕镇流器的电流含有3次谐波较高,可达8~10%。电子型镇流器谐波含有率达到15~18%,其中3次最高,可达谐波的70~80%,次数愈高,含有率愈低。
 
  (2)高压气体放电灯主要用于街道、广场、露天矿等处的照明,其谐波特征是主要产生奇次谐波。还有一些会产生谐波的灯具,如霓虹灯、灯箱广告、LED屏,尽管总体数量有限,但火灾风险不小。
 
  (3)现代剧场、各种演出场所、体育比赛场所,都会大量用到LED屏,各种调光灯,而可控硅调光器是目前舞台上的主流调光器,这些都会产生大量的谐波。
 
2.6 电机设计方面引起的谐波
 
  随着现代机电设备的容量增大,并被广泛应用,节省材料变得意义巨大,如电机的铁芯正常工作点选得接近饱和区,电机的工作点就十分靠近非线性状态,一旦电机等设备出现异常,就可能进入非线性区而产生谐波。
 
  另外电焊设备也会产生谐波,而且存在冲击性谐波。
 
3 谐波与无功污染的危害和热成像检测的重要性
 
  理论上讲,电网中的各次谐波,可分为奇次和偶次,又可分为正序分量、负序分量和零序分量。(3n+1)次谐波为正序,(3n+2)次谐波为负序,而3n次谐波(常称为3倍次谐波)为零序。各次谐波根据频率的不同,其产生的危害是有所区别的,主要危害有:
 
3.1 谐波增加电气设备附加损耗
 
关键词: 电网污染
 
[ 资料搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 
0条 [查看全部]  相关评论

 
推荐图文
推荐资料
点击排行
 
更多
网站首页 | 电子期刊 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权信息 | 网站地图 | | RSS订阅

北京网络警察报警平台

公共信息安全网络监察

经营性网站备案信息网

不良信息违法举报中心

购物车(0)    站内信(0)     新对话(0)