合肥市供應(yīng)PCM2000 多功能諧波保護(hù)器技術(shù)參數(shù)及應(yīng)用
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本公司根據(jù)市場發(fā)展需要,開發(fā)的新技術(shù)多功能諧波保護(hù)器,能吸收各種頻率各種能量的諧波干擾，將諧波消除在發(fā)生源，自動消除對用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾。通過多功能諧波保護(hù)器能夠凈化電源、保護(hù)用電設(shè)備和功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備、防止保護(hù)裝置的誤跳閘，從而保證設(shè)備安全、高效地運(yùn)行。
l功能特點(diǎn)
多功能諧波保護(hù)器是并聯(lián)在電路中，將高次諧波消除在發(fā)生源。隨時跟蹤電壓波形，矯正因諧波影響而產(chǎn)生畸變的電壓波形。
多功能諧波保護(hù)器本身不耗電，而且采用諧波保護(hù)減少了用電設(shè)備的故障率和機(jī)器誤操作，全面克服了由于諧波污染引起的高頻干擾。
多功能諧波保護(hù)器經(jīng)久耐用，安全可靠，是科技電力發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)后盾。為廣大用戶提供真正綠色電網(wǎng)保駕護(hù)航。
l技術(shù)參數(shù)
額定電壓：110~690V ±20%；
額定頻率： 350Hz~20KHz ；
海拔高度： 3000米以下；
相對地絕緣： ＞2M? ；
防護(hù)等級: IP40
安裝方式:懸掛式4mm
使用壽命:10年
維護(hù)方式:免維護(hù)
PCMHPD諧波保護(hù)器在煤礦安全中的應(yīng)用
概述
據(jù)報(bào)道，2005年我國煤礦開采耗能5086.81╳104噸標(biāo)準(zhǔn)煤，耗電376.04╳108Kwh，分別占全國總耗能量和總耗電量的3.86%和3.49%。煤礦工業(yè)堪稱我國能源工業(yè)，既是產(chǎn)能大戶，又是耗能大戶，因而也是節(jié)能潛力大戶。現(xiàn)代煤礦工業(yè)中大量使用了各種整流設(shè)備、交直流換流設(shè)備和電子電壓調(diào)整設(shè)備，如電熔煉設(shè)備、電化學(xué)設(shè)備、礦井起重設(shè)備、露天采掘設(shè)備、電氣機(jī)車等與日俱增。這些設(shè)備都大量地使用了晶閘管，通過變頻調(diào)速技術(shù)來達(dá)到節(jié)能目的。然而，因?yàn)殡娏﹄娮友b置的使用而出現(xiàn)的高次諧波污染問題又使電路的功率因數(shù)下降，造成了電氣元件及設(shè)備的故障和損壞。為了保證所有電氣設(shè)備的正常工作，各工業(yè)國家都對諧波問題開展了深入的研究工作，并制定出了相應(yīng)的規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。我國于1993年發(fā)布了國家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量：公用電網(wǎng)諧波》，規(guī)定了電網(wǎng)諧波的允許值。我國《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條規(guī)定：“電網(wǎng)中接有非線性用電設(shè)備的礦井，應(yīng)采取措施將諧波電流危害限制在允許的范圍內(nèi)。”。煤礦工業(yè)的安全生產(chǎn)維系著煤礦工人的生命安全，為了抑制高次諧波污染，煤礦工業(yè)以往通常采用諧波補(bǔ)償措施，但存在有時欠補(bǔ)，有時過補(bǔ)等不穩(wěn)定現(xiàn)象，而且在一定條件下，諧波補(bǔ)償裝置本身又是諧波源，無法從根本上消除諧波污染。新技術(shù)的PCMHPD（Harmonic Protective Device）諧波保護(hù)裝置能吸收各種頻率各種能量的諧波干擾，將諧波消除在發(fā)生源，自動消除對用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾。
2諧波的危害
電網(wǎng)諧波（分量）的定義為“對周期性交流量進(jìn)行付立葉級數(shù)分解，得到的頻率為基波頻率整數(shù)倍的分量”。理想的供電應(yīng)是單一恒定頻率與規(guī)定幅值的穩(wěn)定電壓。但隨著各種新型、高效、多功能用電設(shè)備的不斷更新,這些非線性電氣設(shè)備使電網(wǎng)電壓、電流波形實(shí)際上是不同程度畸變的非正弦波。非正弦波含有會直接對人體及用戶設(shè)備產(chǎn)生危害的高次諧波。
電網(wǎng)的諧波主要由具有非線性特性或者對電流進(jìn)行周期性開閉的電氣設(shè)備產(chǎn)生，這類設(shè)備分為以下兩種：
⑴ 裝有電力電子器件的設(shè)備，例如變流器、變頻器、交流控制器、電視機(jī)等。
⑵ 具有非線性電流電壓特性的設(shè)備，例如感應(yīng)爐、電弧爐、氣體放電燈和變壓器等。
隨著晶閘管電路的廣泛應(yīng)用，上述設(shè)備成為主要的諧波源。
2.1諧波的增加使供電系統(tǒng)可能發(fā)生諧振
常見的諧波諧振是在接有諧波源的用戶母線上，因?yàn)槟妇€上除諧波源外還有電力電容、電纜、供電變壓器及電動機(jī)等負(fù)載，而且這些設(shè)備處于經(jīng)常性的變動中，容易構(gòu)成諧振條件。一旦發(fā)生諧振，將會發(fā)生系統(tǒng)過電壓而跳閘甚至絕緣擊穿。
2.2對變壓器的影響
諧波電壓可使變壓器的磁滯及渦流損耗增加，使絕緣材料承受的電氣應(yīng)力增大，而諧波電流使變壓器的銅耗增加，這種危害對換流變壓尤為嚴(yán)重，因?yàn)榻涣鳛V波器通常裝在交流側(cè)，諧波電流仍通過換流變壓器，濾波器對它不起作用。
2.3對電容器和電纜的影響
在諧波電壓作用下，使電容器產(chǎn)生額外的功率損耗。電容器對供電系統(tǒng)其它部分產(chǎn)生串聯(lián)、并聯(lián)諧振，可能發(fā)生危險(xiǎn)的過電壓及過電流，這往往引起電容器熔絲熔斷或使電容器損壞。在諧波電壓作用下，電纜的介質(zhì)損耗也增加。使電力電纜絕緣損壞，電纜發(fā)生單相接地故障的次數(shù)明顯增加。
2.4對斷路器運(yùn)行的影響
諧波含量較多的電流將使斷路器的遮斷能力降低。當(dāng)存在嚴(yán)重的諧波電流時，某些斷路器的磁吹線圈不能正常工作。
2.5對輸電線的影響
當(dāng)諧波電流流過輸電線(電纜)時，導(dǎo)線的直徑愈大，因集膚效應(yīng)而使諧波頻率下的電阻增大，諧波產(chǎn)生的附加損耗也愈大，同時引起無功功率增大，功率因數(shù)下降。
2.6嚴(yán)重干擾感應(yīng)式電能表計(jì)
在畸變電源供線性負(fù)荷時，電能表記錄的是基波電能及部分諧波電能，后者將使得用電設(shè)備性能變壞，因此用戶不但多交電費(fèi)，而且受到損害。
3.諧波污染造成煤礦安全存在隱患
煤礦提升機(jī)較普遍地采用晶閘管供電的直流拖動，稱為提升機(jī)晶閘管電控系統(tǒng)（SCR—D）。晶閘管電控系統(tǒng)具有調(diào)速平穩(wěn)準(zhǔn)確、效率高、容易維護(hù)、可引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)。由于晶閘管變流器采用相切控制方式調(diào)節(jié)電壓或電流，使電網(wǎng)正弦電壓波形受到切割，并由此產(chǎn)生諧波電流，導(dǎo)致供電電網(wǎng)電壓波形畸變。SCR—D系統(tǒng)在整個運(yùn)行期間功率因數(shù)偏低（一般在0.02～0.8之間），同時起動無功沖擊大，引起電網(wǎng)電壓發(fā)生波動，尤其對于礦井提升機(jī)這類大功率負(fù)載頻繁起動，無功沖擊導(dǎo)致電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動，對井上下電氣設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。
現(xiàn)代化的煤礦選煤廠也是諧波源負(fù)荷占總負(fù)荷比例的用戶。選煤廠大量采用整流供電的渣漿泵、真空泵、壓風(fēng)機(jī)、振動篩等這些非線性電氣設(shè)備。為了節(jié)約電能，部分設(shè)備均大量使用晶閘管，而高次諧波問題又使電路的功率因數(shù)下降，造成選煤廠電氣元件及設(shè)備的故障和損壞。
煤礦用的通風(fēng)機(jī)是重要的耗電設(shè)備。煤礦開采遵循以風(fēng)定產(chǎn)的要求，有多大風(fēng)量就允許有多大開采量，風(fēng)量隨著煤的產(chǎn)量增加而增加。在采煤作業(yè)中瓦斯隨著煤的開采不斷涌出，涌出瓦斯與煤的開采量成正比，而保障每個煤礦工人正常工作所需的新鮮空氣也與煤的開采量成正比。因此為了煤礦生產(chǎn)安全，所需風(fēng)量、風(fēng)壓隨著開采和掘進(jìn)的不斷延伸，巷道延長，以及開采量的增加而增加，通風(fēng)機(jī)需用的功率也隨之增加。通風(fēng)機(jī)的耗電量往往占到生產(chǎn)電耗的15%~25%，因此也采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行節(jié)能改造。但高次諧波污染可能造成設(shè)備故障和損壞，危及人身安全和生產(chǎn)任務(wù)的順利完成，高次諧波的消除刻不容緩。
4．高次諧波污染的消除
4.1諧波補(bǔ)償裝置
如圖1所示為選煤廠供電采用的諧波補(bǔ)償裝置。
該補(bǔ)償濾波裝置存在如下問題:當(dāng)大型電機(jī)停止運(yùn)行時投入H5(250Hz)，功率因數(shù)為cosφ= 0.94；當(dāng)大型電機(jī)運(yùn)行時，功率因數(shù)急劇下降為cosφ=0.9，此時出現(xiàn)欠補(bǔ)(滯后運(yùn)行)。當(dāng)大型電機(jī)停止運(yùn)行時，投入H7(350Hz)，功率因數(shù)超前，cosφ=0.94；當(dāng)大型電機(jī)運(yùn)行時功率因數(shù)滯后，cosφ= 0.9，這種運(yùn)行方式不能采用，因?yàn)檫^補(bǔ)易發(fā)生諧振過電壓。
4.2諧波保護(hù)裝置PCMHPD
上海沈電電氣公司推出的PCMHPD（Harmonic Protective Device）諧波保護(hù)器是針對越來越惡劣的電能質(zhì)量，為用電設(shè)備提供諧波保護(hù)的設(shè)備。PCMHPD諧波保護(hù)器采用了超微晶合金材料與創(chuàng)新科技的特別電路,對用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾具有抑制和吸收作用；隨時跟蹤電壓波形，瞬時濾除電源中的尖峰、浪涌（雷電）、雜波，矯正因諧波影響而產(chǎn)生畸變的電壓波形；對噪聲進(jìn)行消化并把被吸收的噪聲能量部分返回到電網(wǎng)中以矯正電網(wǎng)波形，使電網(wǎng)電源波形變得光滑清潔，既提高了電網(wǎng)質(zhì)量，又保證了儀器設(shè)備的正常運(yùn)行。
采用PCMHPD諧波保護(hù)器解決了設(shè)備遇到的眾多問題：
自動保護(hù)用電設(shè)備
由于設(shè)備自身產(chǎn)生的接地電流在設(shè)備和真實(shí)地之間會引發(fā)一個電壓降，當(dāng)噪聲頻率比較高的時候，很容易造成計(jì)算機(jī)電子設(shè)備、PLC、電機(jī)電器等電腦死機(jī)。
PCMHPD能自動消除具有破壞性的高次諧波，高頻噪聲、浪涌、尖峰瞬變等，確保了用電設(shè)備的使用壽命。
4.2.2凈化電源
PCMHPD諧波保護(hù)器具有很強(qiáng)的抑制和消除能力，可消除99%的因各種諧波引起的電壓、電流的畸變，防止諧波引發(fā)的計(jì)算機(jī)屏幕頻閃，以及由于開關(guān)、短路、負(fù)載變化引起的燈光頻閃。
4.2.3保護(hù)功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備
高次諧波頻率可能和雜散的電網(wǎng)電感及功率因數(shù)補(bǔ)償（PFC）設(shè)備組合的諧波頻率形成并聯(lián)諧振回路，諧振電路引起的諧波放大使電壓和電流波形畸變更為嚴(yán)重，從而導(dǎo)致設(shè)備過早出現(xiàn)故障。PCMHPD消除了諧波污染，確保了功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備的使用壽命。
4.2.4 防止保護(hù)裝置的誤跳閘
諧波電流會導(dǎo)致斷路器誤跳閘或是在該跳閘的時候根本不跳。
5．結(jié)束語
現(xiàn)代煤礦工業(yè)中由于電力電子以及電子計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)的廣泛使用，對電能質(zhì)量造成了很大的影響，危及到煤礦工業(yè)的安全生產(chǎn)。針對越來越惡劣的電能質(zhì)量，上海沈電電氣公司推出的PCMHPD（Harmonic Protective Device）諧波保護(hù)器為設(shè)備的正常運(yùn)行提供了保障。PCMHPD并聯(lián)在電路中,本身不耗電。PCMHPD的使用減少了儀器設(shè)備的故障率和機(jī)器誤操作，全面克服了由于諧波污染導(dǎo)致用電裝置電能利用效率降低，故障率高的問題，保障了設(shè)備的安全運(yùn)行。
