關鍵詞：電子廠房；諧波；治理

  近些年來，隨著科技水平的不斷革新，大部分電子產(chǎn)品采用了非線性的可控變流裝置、變頻調(diào)速裝置等符合設施，其產(chǎn)生的諧波問題導致了公用電網(wǎng)電能品質降低。因此，相關工作人員需要知曉諧波產(chǎn)生的原因及影響，便于今后做好防控和治理，提升電能品質。

 

1.1發(fā)生諧波的主要因素

  現(xiàn)階段，需要把電網(wǎng)當中的頻率為工頻整數(shù)倍成分的諧波，以及基波頻率非整數(shù)成分的間接諧波作為主要諧波關注點，并且二者皆是電網(wǎng)電能質量附著臟東西的主要因素。然而，在電力系統(tǒng)中諧波發(fā)生重點諧波源就是電力變壓器。其問題出現(xiàn)在激磁電流、鐵心飽和與三相電路荷磁路不對稱，造成在變壓器三角繞組的線電壓與線電流會出現(xiàn)三次諧波分量，尤其是低谷時期，電網(wǎng)逐步提升電壓，而變壓器鐵心飽和使情況變得更加糟糕，諧波發(fā)生的數(shù)量逐漸增高。隨后電網(wǎng)中電容裝置的大數(shù)量的運用，經(jīng)過當場諧波實際檢測結果得知，諧波不單只存在零序分量能夠讓變壓器三角繞組所環(huán)路，實際還會擴張到全電網(wǎng)，導致電容裝置及其電網(wǎng)穩(wěn)定運行有一定風險。

 

2.1諧波對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響

  首先，導致電網(wǎng)功率消耗變大、設備試用時間降低、接地保護功能和遙控功能出現(xiàn)異常、線路與設備熱量變大等，特別是三次諧波導致非常大的中性線電流，造成配電變壓器零線電流大于相線電流數(shù)值，致使設備不能平穩(wěn)運行。因此，諧波還能引發(fā)造成諧振在電網(wǎng)中發(fā)生，則會將運行正常的供電停止、情況嚴重、電網(wǎng)解裂等情況發(fā)生。其次，諧振造成變電站局部并聯(lián)與串聯(lián)，致使電壓互感器設施損壞；造成變電站系統(tǒng)當中的設備與元件生成附加的諧波損耗，導致電力變壓器、電力電纜、電動機等設備溫度上升，電容器損壞，進而促進了絕緣材料發(fā)生質變的速率；造成斷路器電弧熄滅時長變長，阻礙斷路器正常開端功能；導致電子元器件的繼續(xù)電保護或主動裝置發(fā)生操縱失誤；阻止了電子儀表與通信系統(tǒng)的正?；\行，減少通信質量；增加接近電磁振蕩。

2.2對用電安全造成的影響

  第一，失火造成災害。有些意外失火狀況的起因多數(shù)跟電力諧波有聯(lián)系?，F(xiàn)階段節(jié)能燈、調(diào)光器設施中關開電源很普及，最初為了節(jié)約能源，之后這些設施卻產(chǎn)生了諧波源，導致電網(wǎng)的危險系數(shù)增加。在相關測驗之后，運用電器設施很多的酒店、寫字樓、小區(qū)等，如果不做濾波等舉措，最終中性線電流很強，嚴重的超出線電流，結果就會變成失火的潛在安全風險。

  第二，有關設備損壞。電能質量附著上臟物會帶給繼電保護、計算機系統(tǒng)與精細儀器和機械等，造成其不能平穩(wěn)運轉和操控，減少設施利用期限，進而導致繼電保護錯誤操作出現(xiàn)可避免的意外損失，造成不同情況的干擾。

  第三，通信擾亂。其電網(wǎng)擾亂的主要因素為發(fā)生諧波，通過基本靜電感應和電磁感應，經(jīng)過通信線路導致聲頻混亂。其諧波頻率提升，則會有雜音問題，通過通信線路上導致音頻混亂。之后采取遮蔽電纜通信，基本上可以消滅靜電感應的作用，最終還是不可能消滅電磁感應的擾亂。

 

3.1采取主動措施，減少電子設備諧波含量

多脈波變流技術

  針對最大功率的電力電子裝置,經(jīng)常把原本六脈波變流器改變?yōu)槭}波和二十四脈波變流器，從而降低交流側諧波電流含量。

 

多電平變流技術

  對各式各樣電力電子變流器采取移相多重法、順序控制和非對稱控制多重化等方式,把方波電流和電壓疊加,促使變流器能夠在交流電網(wǎng)側生成電流和電壓為靠近正弦階梯波,并電源電壓維持特定相位關聯(lián)。

 

3.2安裝電力濾波器，提高濾波性能

傳統(tǒng)無源濾波器

  無源電力濾波器即PPF采取電容和電抗器合成LC調(diào)諧電路，可以為諧波供給并聯(lián)低阻通路，產(chǎn)生濾波影響。采取電容能夠補足無功功率，改變電網(wǎng)功率因數(shù)。介于PPF構造不復雜，生成成本低、運轉消耗小及其技術需求低等優(yōu)勢變?yōu)楦淖冸娔苜|量的設備。介于構造上面因素，致使PPF有許多不容易解決的難題，

 

3.3新型有源濾波器

  有源濾波器即APF有關原理。主要經(jīng)過檢查電網(wǎng)中諧波電流，之后把控逆變電路生成相對應補充電流分量匯入電網(wǎng)實現(xiàn)消除諧波結果。并聯(lián)型APF則適合于感性電流源負載諧波補充。串聯(lián)型APF則適合于消除帶電容二極管整流電路等電壓型諧波源負載對系統(tǒng)的作用。串-并聯(lián)型APF兼顧有串、并聯(lián)APF的功能。APF特點不會受到系統(tǒng)阻抗作用，不能和電網(wǎng)阻抗發(fā)生串聯(lián)和并聯(lián)諧振的狀況，并且對外部電路諧振具備阻尼影響。另外,APF具備很高操控性可和極快反應性，不但可以補充各次諧波，也可以抑制無功電流，具有合適價格。

 

3.4混合型濾波器

  混合型電力濾波器是把無源濾波器和有源濾波器合理連接在一起。然而，有源濾波器不接續(xù)承擔電網(wǎng)電壓和負載的基波電流，簡單引起負載電流和電網(wǎng)電壓高次諧波隔離器的影響，所以有源濾波器容量安排的很小，采取串聯(lián)有源濾波器變大高次諧波阻抗而對基波無作用的性質，能夠改變無源濾波器的濾波成效，避免和電網(wǎng)聯(lián)系產(chǎn)生諧振，其不足就是有源濾波器性能較大層次上取決于電流互感器*性質。

 

  安科瑞電氣提出的電能質量監(jiān)測與治理系統(tǒng)解決方案可滿足電力監(jiān)控管理、運維與電能質量治理等方面的需求，致力于為電子廠房提供一站式的整體解決方案，從產(chǎn)品、系統(tǒng)、服務等不同方面來滿足電子廠房的需要，為電子廠房的整體運作創(chuàng)造價值。

4.1方案特點

?電能質量監(jiān)測與治理系統(tǒng)除作為本地終端為用戶提供電能質量監(jiān)測、治理與設備運維等功能外，亦可通過接入AcrelEMS-SEMI電子廠房能效管理平臺，為用戶提供遠程在線服務；

?專業(yè)化的電能質量監(jiān)測：電能質量實時在線監(jiān)測，測量精度高、測得準，符合IEC61000-4-30標準；

?電能質量監(jiān)測與治理系統(tǒng)裝置采用整體設計，并可通過上位平臺實現(xiàn)統(tǒng)一管理和閉環(huán)控制；

?高品質電能質量治理：配套電力電子裝置技術過關、質量過硬，具備網(wǎng)絡化、可調(diào)控、快速響應的性能；

?電能管理務業(yè)務綜合協(xié)同：配電監(jiān)控管理與運維、電能分析與電能質量數(shù)據(jù)共享融通，為電子廠房的電能供給與消費提供控制手段。

4.2方案價值

  全面監(jiān)測電能質量，保障供電可靠性

對供電回路的電氣參數(shù)進行全面監(jiān)測，確保設備用電符合標準要求。微秒級故障錄波與SOE告警能夠及時記錄故障發(fā)生時全部數(shù)據(jù)信息，支持開展故障追蹤與問題定位。

 

完整電能質量治理

  通過集中+就地（終端）整體電能質量治理模式，更大程度滿足無功和諧波治理的要求，提高整個電子廠房供配電系統(tǒng)的電能質量，減少對其它供電及制造設備造成危害。

5.1集中治理

  針對電子廠房行業(yè)配電系統(tǒng)中涉及到的空調(diào)、風機、電動機等電器設備及數(shù)量較多的計算機等網(wǎng)絡通信設備，為減少諧波對電網(wǎng)側的危害，同時確保無功功率因數(shù)達到國標要求值，避免罰款，可采用配電房集中治理的方式，同時也可對整個低壓供配電系統(tǒng)進行電能質量在線監(jiān)測，其中包含諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測等，其集中治理的產(chǎn)品選型見表1。

表1電能質量監(jiān)測及集中治理產(chǎn)品選型表

 

 

5.2末端治理

  電子廠房各個生產(chǎn)車間內(nèi)，單晶爐、多晶爐、IC測試臺、PLC控制的機械手、芯片制造用的晶圓機或變頻控制的半導體機臺都會產(chǎn)生大量的諧波，它們不但會造成機臺設備自身的壞機現(xiàn)象，回流進電網(wǎng)的諧波電流還會引起其它回路的發(fā)熱、電子開關誤動作、供電電壓不穩(wěn)，甚至引起生產(chǎn)線停線、半成品的報廢。其損失不可謂不大。而且高能設備如：外延設備、擴散設備、離子注入設備的頻繁加卸載，更加重了用電環(huán)境的惡化。針對上述負載情況，建議在各個重要設備的配電箱增加電能質量補償設備進行就地治理，以達到末端治理諧波的目的，避免影響到整個配電系統(tǒng)的和其他的用電設備。其末端治理的產(chǎn)品選型見表2。

 

表2末端治理產(chǎn)品選型表

 

  諧波污染狀況越來越加重隨即引發(fā)大家的極度關注，再加上對現(xiàn)有諧波實際存在狀態(tài)有一定了解和相應處理措施，為了更高效實現(xiàn)抑制諧波成效，針對不一樣諧波源負載需要采取對應結構濾波裝置才能達到消除諧波效果。