談電子技術(shù)與諧波抑制功率補償技術(shù)
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摘要：隨著時代的進步和科技的發(fā)展，為了確保電力輸送的高效性，大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，電力電子技術(shù)作為一門新興的綜合性技術(shù)，它的應(yīng)用不僅可以提高輸電能力，而且可以降低損耗。在電力系統(tǒng)中被越來越多的應(yīng)用。但是，如何有效的解決諧波問題以及無功功率損耗問題，是當今社會研究電子電力技術(shù)的工作人員在實際的生產(chǎn)過程中，需要面對和解決的一個重要問題。本文對電子電力技術(shù)的應(yīng)用進行詳細地闡述，結(jié)合無功功率與諧波對電力系統(tǒng)影響，圍繞電子電力技術(shù)以及無功功率補償和諧波抑制的現(xiàn)狀展開。
關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)：諧波抑制：無功功率；危害；工作效率
作為21世紀最重要的兩大技術(shù)之一，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中越來越廣泛得應(yīng)用，也給行業(yè)帶來了越來越多的經(jīng)濟效益以及成績成果。電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，推動著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展，大大提高了電力輸送的靈活性和穩(wěn)定性。不僅能夠提高系統(tǒng)的輸電能力，高效合理地使用現(xiàn)有的電力資源，而且還可以改善輸電質(zhì)量，降低系統(tǒng)能耗，從而利用現(xiàn)有的電力資源獲得最大的經(jīng)濟收益。
一、諧波的危害和無功功率的影響
在現(xiàn)今的生產(chǎn)生活過程中，雖然電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用推動電力系統(tǒng)發(fā)展，但是無疑電子電力裝置設(shè)備成為最主要的諧波源的來源，并在不斷地消耗無功功率，其產(chǎn)生的諧波污染對電力系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生嚴重影響。無論是諧波污染還是無功功率，它們的出現(xiàn)都會嚴重影響電子電力設(shè)備的正常運行，甚至還會危及國家和人民生命財產(chǎn)的安全，及時地認知到諧波的危害和無功功率的影響，然后有針對性地提出針對諧波的抑制方法以及對無功功率補償，是刻不容緩的研究課題。
（一）諧波的影響
諧波的產(chǎn)生，主要會帶來以下幾個方面的影響：諧波污染導致的電流或過電壓使設(shè)備溫度過高（比如，電纜過熱和絕緣裝置老化），影響設(shè)備正常工作，同時，使得供配電設(shè)備的工作效率下降；引起系統(tǒng)的過電流和過電壓大大加重了變壓器的負擔，長此以往會嚴重縮短設(shè)備的使用壽命，導致自動裝置和繼電保護的拒動作或誤動作。諧波不僅僅對各類電氣設(shè)備產(chǎn)生非常嚴重的影響，影響電子電力設(shè)備的正常運行，縮短其使用壽命，對公用電網(wǎng)的影響也是非常巨大的。電網(wǎng)中的電流多為正弦，諧波在引起公用的局部電網(wǎng)諧波變大，非正弦電流電路的功率因數(shù)增加，甚至會產(chǎn)生串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振，容易引發(fā)安全事故。引發(fā)諧波的另一危害還體現(xiàn)在諧波污染會對電子電力系統(tǒng)周邊的精密儀器（手機、計算機、傳真等設(shè)備通信設(shè)備）產(chǎn)生不良影響。鑒于諧波污染影響范圍之廣，影響力度之大，我們必須引起足夠的重視，采取措施對諧波污染加以控制。
（二）無功功率的危害
關(guān)于無功功率的影響，我們也做一個簡單闡述，無功功率的增加意味著總電流增大，也會擴增電子電力設(shè)備以及測量儀表的尺寸與規(guī)格；無功功率的增加導致了變壓器壓降增加，而隨著無功功率的產(chǎn)生于增加，電網(wǎng)電壓會出現(xiàn)越來越劇烈的上下波動，變壓器與線路壓降會大大地擴大，那么電網(wǎng)電壓就會變得非常不穩(wěn)定，非常容易導致安全事故的發(fā)生，也嚴重地影響著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性；無功功率的增加也大大增加了電子電力設(shè)備以及電路的損耗增大，嚴重地損耗了電力系統(tǒng)設(shè)備與線路損耗，縮短電氣設(shè)備壽命。
二、電子電力技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)中電子電力技術(shù)應(yīng)運廣泛，比如說，它被廣泛應(yīng)用于大家的日常生活中——普通家用的開關(guān)電源，家用換流器以及變壓器、手機充電器。再比如說，工業(yè)生產(chǎn)中所涉及的調(diào)壓器、變頻器、整流器。但是，電子電力技術(shù)的功用可不僅僅于此。本文所研究的電子電力技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效地補償無功功率以及有效地抑制諧波，所以故對電子電力技術(shù)的應(yīng)用情況進行了解是極為必要的。
（一）高壓直流輸電技術(shù)——HVDC
高壓直流電（HVDC）技術(shù)，所有國家的技術(shù)支持的總設(shè)備容量達到了3.6×104MW，HVDC技術(shù)工程已多達50多個，特別是在遠距離、大容量的輸電工程具有廣泛的運用。由于在輸電過程中，和傳統(tǒng)交流輸電技術(shù)，依托HVDC技術(shù)輸電時產(chǎn)生的電能損耗遠遠小于前者，而且它在傳輸時也不需要前者所需的那么多的傳輸線纜，所以此項技術(shù)特別適用于容量較大且距離較遠的電力傳輸工作，選擇HVDC技術(shù)更合理，更經(jīng)濟適用，具備其他技術(shù)不可比擬的經(jīng)濟效益。特別是考慮到我國幅員遼闊，地形復雜而且能源分布不均的地勢特點，遠距離大容量的輸電工程運用廣泛，加大對HCDC技術(shù)的研發(fā)和投入力度極為必要。
（二）用戶電力技術(shù)（CP）
此項技術(shù)在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，一般用來增加配電系統(tǒng)中提高供電的質(zhì)量和加強供電的可靠性，CP技術(shù)和FACTS技術(shù)具有許多相同之處。不僅運行可靠，而且在分相調(diào)節(jié)和價格與使用范圍方面也具有較大的優(yōu)勢。相信在未來CP的優(yōu)勢會被越來越多的電力產(chǎn)業(yè)技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，必將能夠得到全面地發(fā)展和推廣，帶來更加豐富的成績成果。
三、無功功率補償與諧波抑制現(xiàn)狀
（一）關(guān)于無功功率的補償現(xiàn)狀
為了補償無功功率，我們通常會采用的補償方式主要包括以下幾種：第一種是，采用并聯(lián)電容器的方式提高變電裝置的功率因數(shù)，根據(jù)電容器在系統(tǒng)中安裝位置的差異，把一組電容器集中安裝在母線上，減少無功損耗；第二種是將電容器組分別安裝在對應(yīng)的區(qū)域母線上，也就是說在功率因數(shù)較低區(qū)域的母線上分別裝置電容器組，但是相對于第一種補償方式，這種補償方式的補償區(qū)域會減小；第三種是將電容器組安裝在負載設(shè)備鄰近處的就進補償方法。但是，這種補償方案由于電容器分散安裝，雖然提高了功率因數(shù)，但是會導致增加后期維護的工作量。
（二）關(guān)于諧波抑制現(xiàn)狀
通常情況下，針對抑制諧波污染的方法主要有以下兩種方式：第一個實現(xiàn)針對諧波源的改善，第二個是可以用濾波器，來實現(xiàn)濾波的效果。其中，因為相比于其他的濾波器，因為其能夠有效地抑制諧波并且補償無功功率，在生產(chǎn)過程中，主要被用來抑制具有某種特征的次諧波，最大限度地降低諧波對電網(wǎng)的影響。無緣LC濾波器結(jié)構(gòu)更加簡單、資以及使用成本更加低廉，操作更加簡單、投，所以無緣LC濾波器在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛，單調(diào)諧的LC濾波器作為最簡易的無源LC濾波器。結(jié)語電子電力技術(shù)的廣泛應(yīng)用，促使了工作人員對應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，必須采取廣泛的重視。本文對配電系統(tǒng)中的諧波，以及無功功率產(chǎn)生的原因進行了詳細地探討分析，引出諧波污染的危害以及無功功率的影響，進而提出了無功功率補償和諧波抑制的相關(guān)方法。相關(guān)研究，對于保證電子電力技術(shù)的安全性，促進電力產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，具有非常深厚的意義。
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作者:沈?qū)W良 單位:杭州西力智能科技股份有限公司
