合肥市供應PCM2000 多功能諧波保護器技術參數及應用
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本公司根據市場發展需要,開發的新技術多功能諧波保護器,能吸收各種頻率各種能量的諧波干擾，將諧波消除在發生源，自動消除對用電設備產生的隨機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器能夠凈化電源、保護用電設備和功率因數補償設備、防止保護裝置的誤跳閘，從而保證設備安全、高效地運行。
l功能特點
多功能諧波保護器是并聯在電路中，將高次諧波消除在發生源。隨時跟蹤電壓波形，矯正因諧波影響而產生畸變的電壓波形。
多功能諧波保護器本身不耗電，而且采用諧波保護減少了用電設備的故障率和機器誤操作，全面克服了由于諧波污染引起的高頻干擾。
多功能諧波保護器經久耐用，安全可靠，是科技電力發展的堅強后盾。為廣大用戶提供真正綠色電網保駕護航。
l技術參數
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? ；
防護等級: IP40
安裝方式:懸掛式4mm
使用壽命:10年
維護方式:免維護
PCMHPD諧波保護器在煤礦安全中的應用
概述
據報道，2005年我國煤礦開采耗能5086.81╳104噸標準煤，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%。煤礦工業堪稱我國能源工業，既是產能大戶，又是耗能大戶，因而也是節能潛力大戶。現代煤礦工業中大量使用了各種整流設備、交直流換流設備和電子電壓調整設備，如電熔煉設備、電化學設備、礦井起重設備、露天采掘設備、電氣機車等與日俱增。這些設備都大量地使用了晶閘管，通過變頻調速技術來達到節能目的。然而，因為電力電子裝置的使用而出現的高次諧波污染問題又使電路的功率因數下降，造成了電氣元件及設備的故障和損壞。為了保證所有電氣設備的正常工作，各工業國家都對諧波問題開展了深入的研究工作，并制定出了相應的規程標準。我國于1993年發布了國家標準《電能質量：公用電網諧波》，規定了電網諧波的允許值。我國《煤炭工業礦井設計規范》第 條規定：“電網中接有非線性用電設備的礦井，應采取措施將諧波電流危害限制在允許的范圍內。”。煤礦工業的安全生產維系著煤礦工人的生命安全，為了抑制高次諧波污染，煤礦工業以往通常采用諧波補償措施，但存在有時欠補，有時過補等不穩定現象，而且在一定條件下，諧波補償裝置本身又是諧波源，無法從根本上消除諧波污染。新技術的PCMHPD（Harmonic Protective Device）諧波保護裝置能吸收各種頻率各種能量的諧波干擾，將諧波消除在發生源，自動消除對用電設備產生的隨機高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾。
2諧波的危害
電網諧波（分量）的定義為“對周期性交流量進行付立葉級數分解，得到的頻率為基波頻率整數倍的分量”。理想的供電應是單一恒定頻率與規定幅值的穩定電壓。但隨著各種新型、高效、多功能用電設備的不斷更新,這些非線性電氣設備使電網電壓、電流波形實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備產生危害的高次諧波。
電網的諧波主要由具有非線性特性或者對電流進行周期性開閉的電氣設備產生，這類設備分為以下兩種：
⑴ 裝有電力電子器件的設備，例如變流器、變頻器、交流控制器、電視機等。
⑵ 具有非線性電流電壓特性的設備，例如感應爐、電弧爐、氣體放電燈和變壓器等。
隨著晶閘管電路的廣泛應用，上述設備成為主要的諧波源。
2.1諧波的增加使供電系統可能發生諧振
常見的諧波諧振是在接有諧波源的用戶母線上，因為母線上除諧波源外還有電力電容、電纜、供電變壓器及電動機等負載，而且這些設備處于經常性的變動中，容易構成諧振條件。一旦發生諧振，將會發生系統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重，因為交流濾波器通常裝在交流側，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，使電容器產生額外的功率損耗。電容器對供電系統其它部分產生串聯、并聯諧振，可能發生危險的過電壓及過電流，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，電纜的介質損耗也增加。使電力電纜絕緣損壞，電纜發生單相接地故障的次數明顯增加。
2.4對斷路器運行的影響
諧波含量較多的電流將使斷路器的遮斷能力降低。當存在嚴重的諧波電流時，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
當諧波電流流過輸電線(電纜)時，導線的直徑愈大，因集膚效應而使諧波頻率下的電阻增大，諧波產生的附加損耗也愈大，同時引起無功功率增大，功率因數下降。
2.6嚴重干擾感應式電能表計
在畸變電源供線性負荷時，電能表記錄的是基波電能及部分諧波電能，后者將使得用電設備性能變壞，因此用戶不但多交電費，而且受到損害。
3.諧波污染造成煤礦安全存在隱患
煤礦提升機較普遍地采用晶閘管供電的直流拖動，稱為提升機晶閘管電控系統（SCR—D）。晶閘管電控系統具有調速平穩準確、效率高、容易維護、可引入計算機監控等優點。由于晶閘管變流器采用相切控制方式調節電壓或電流，使電網正弦電壓波形受到切割，并由此產生諧波電流，導致供電電網電壓波形畸變。SCR—D系統在整個運行期間功率因數偏低（一般在0.02～0.8之間），同時起動無功沖擊大，引起電網電壓發生波動，尤其對于礦井提升機這類大功率負載頻繁起動，無功沖擊導致電網電壓產生波動，對井上下電氣設備產生嚴重干擾。
現代化的煤礦選煤廠也是諧波源負荷占總負荷比例的用戶。選煤廠大量采用整流供電的渣漿泵、真空泵、壓風機、振動篩等這些非線性電氣設備。為了節約電能，部分設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下降，造成選煤廠電氣元件及設備的故障和損壞。
煤礦用的通風機是重要的耗電設備。煤礦開采遵循以風定產的要求，有多大風量就允許有多大開采量，風量隨著煤的產量增加而增加。在采煤作業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。因此為了煤礦生產安全，所需風量、風壓隨著開采和掘進的不斷延伸，巷道延長，以及開采量的增加而增加，通風機需用的功率也隨之增加。通風機的耗電量往往占到生產電耗的15%~25%，因此也采用變頻調速技術進行節能改造。但高次諧波污染可能造成設備故障和損壞，危及人身安全和生產任務的順利完成，高次諧波的消除刻不容緩。
4．高次諧波污染的消除
4.1諧波補償裝置
如圖1所示為選煤廠供電采用的諧波補償裝置。
該補償濾波裝置存在如下問題:當大型電機停止運行時投入H5(250Hz)，功率因數為cosφ= 0.94；當大型電機運行時，功率因數急劇下降為cosφ=0.9，此時出現欠補(滯后運行)。當大型電機停止運行時，投入H7(350Hz)，功率因數超前，cosφ=0.94；當大型電機運行時功率因數滯后，cosφ= 0.9，這種運行方式不能采用，因為過補易發生諧振過電壓。
4.2諧波保護裝置PCMHPD
上海沈電電氣公司推出的PCMHPD（Harmonic Protective Device）諧波保護器是針對越來越惡劣的電能質量，為用電設備提供諧波保護的設備。PCMHPD諧波保護器采用了超微晶合金材料與創新科技的特別電路,對用電設備產生的隨機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生畸變的電壓波形；對噪聲進行消化并把被吸收的噪聲能量部分返回到電網中以矯正電網波形，使電網電源波形變得光滑清潔，既提高了電網質量，又保證了儀器設備的正常運行。
采用PCMHPD諧波保護器解決了設備遇到的眾多問題：
自動保護用電設備
由于設備自身產生的接地電流在設備和真實地之間會引發一個電壓降，當噪聲頻率比較高的時候，很容易造成計算機電子設備、PLC、電機電器等電腦死機。
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，確保了用電設備的使用壽命。
4.2.2凈化電源
PCMHPD諧波保護器具有很強的抑制和消除能力，可消除99%的因各種諧波引起的電壓、電流的畸變，防止諧波引發的計算機屏幕頻閃，以及由于開關、短路、負載變化引起的燈光頻閃。
4.2.3保護功率因數補償設備
高次諧波頻率可能和雜散的電網電感及功率因數補償（PFC）設備組合的諧波頻率形成并聯諧振回路，諧振電路引起的諧波放大使電壓和電流波形畸變更為嚴重，從而導致設備過早出現故障。PCMHPD消除了諧波污染，確保了功率因數補償設備的使用壽命。
4.2.4 防止保護裝置的誤跳閘
諧波電流會導致斷路器誤跳閘或是在該跳閘的時候根本不跳。
5．結束語
現代煤礦工業中由于電力電子以及電子計算機等現代技術的廣泛使用，對電能質量造成了很大的影響，危及到煤礦工業的安全生產。針對越來越惡劣的電能質量，上海沈電電氣公司推出的PCMHPD（Harmonic Protective Device）諧波保護器為設備的正常運行提供了保障。PCMHPD并聯在電路中,本身不耗電。PCMHPD的使用減少了儀器設備的故障率和機器誤操作，全面克服了由于諧波污染導致用電裝置電能利用效率降低，故障率高的問題，保障了設備的安全運行。
