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(chǎng)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(dòng)消除對(duì)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(guò)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(shí)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(duì)地絕緣： ＞2M? ；

防護(hù)等級(jí): 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(guó)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(guó)總耗能量和總耗電量的3.86%和3.49%。煤礦工業(yè)堪稱我國(guó)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(guò)變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)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(wèn)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(guó)家都對(duì)諧波問(wèn)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(guó)于1993年發(fā)布了國(guó)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(guó)《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(shí)欠補(bǔ)，有時(shí)過(guò)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(wú)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(dòng)消除對(duì)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(duì)周期性交流量進(jìn)行付立葉級(jí)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(huì)直接對(duì)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(duì)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(dòng)機(jī)等負(fù)載，而且這些設(shè)備處于經(jīng)常性的變動(dòng)中，容易構(gòu)成諧振條件。一旦發(fā)生諧振，將會(huì)發(fā)生系統(tǒng)過(guò)電壓而跳閘甚至絕緣擊穿。

2.2對(duì)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(duì)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(guò)換流變壓器，濾波器對(duì)它不起作用。

2.3對(duì)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(duì)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(guò)電壓及過(guò)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(duì)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(shí)，某些斷路器的磁吹線圈不能正常工作。

2.5對(duì)輸電線的影響

當(dāng)諧波電流流過(guò)輸電線(電纜)時(shí)，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(shí)引起無(wú)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(shí)，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(dòng)，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(gè)運(yùn)行期間功率因數(shù)偏低（一般在0.02～0.8之間），同時(shí)起動(dòng)無(wú)功沖擊大，引起電網(wǎng)電壓發(fā)生波動(dòng)，尤其對(duì)于礦井提升機(jī)這類大功率負(fù)載頻繁起動(dòng)，無(wú)功沖擊導(dǎo)致電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動(dòng)，對(duì)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(dòng)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(wèn)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(gè)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(zhǎng)，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(wèn)題:當(dāng)大型電機(jī)停止運(yùn)行時(shí)投入H5(250Hz)，功率因數(shù)為cosφ= 0.94；當(dāng)大型電機(jī)運(yùn)行時(shí)，功率因數(shù)急劇下降為cosφ=0.9，此時(shí)出現(xiàn)欠補(bǔ)(滯后運(yùn)行)。當(dāng)大型電機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，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(shí)功率因數(shù)滯后，cosφ= 0.9，這種運(yùn)行方式不能采用，因?yàn)檫^(guò)補(bǔ)易發(fā)生諧振過(guò)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(duì)越來(lái)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(duì)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(shí)跟蹤電壓波形，瞬時(shí)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(duì)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(wèn)題：

自動(dòng)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(huì)引發(fā)一個(gè)電壓降，當(dāng)噪聲頻率比較高的時(shí)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(dòng)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(guò)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(huì)導(dǎo)致斷路器誤跳閘或是在該跳閘的時(shí)候根本不跳。

5．結(jié)束語(yǔ)

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(duì)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(duì)越來(lái)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(wèn)題，保障了設(shè)備的安全運(yùn)行。