现代电力与电力污染教程.doc

现代电力与电力污染关键词：电力污染 电磁工程学 《现代电力与电力污染》这个题目是现代工业引起环境污染这一现实引伸出来的。电能或电力是公认的清洁动力。但众所周知，它也存在着污染。在电能的形成过程中，如火力发电厂的烟气、灰渣造成的常规环境污染、核电站可能造成的核辐射污染，大型水电站的建设可能出现的生态平衡问题等等。电能形成后，在传递、变换过程中电磁波辐射造成的环境污染等等。 电能已成为经济发展、社会生活的重要部分。随着电磁能利用范围的扩大与利用能量的日益提高，存在于地球上的电磁波不断地增强而且频带极宽。这种电磁波与宇宙杂波相比较，对人类的社会生活和国民经济有着巨大的影响。它不仅直接影响到各个领域中电子设备的正常工作，使之信息失真，控制失控，更为严重的是，在大强度电磁辐射长期作用下，可使生物的生理、生态受到影响和危害，影响人的健康和活力。这也造成了环境污染，即所谓电磁烟雾。 电磁烟雾以及由电磁烟雾引起的电磁污染问题，早就引起了人们的重视、研究并运用工程技术手段来解决电磁干扰与危害问题，力图减少或消除污染。早在1903～1904年，瑞士在铁路部门就测出交流系统对电话的明显干扰。在第一次世界大战前，美国电机工程师协会(mEE)就制定了“波形标准”，1919年就算出了“电话干扰系数”来度量电力系统对电话的干扰。1934年成立了“国际无线电干扰特别委员会”(CISPR)。这个委员会下设A、B、C、D、E及F六个分委员会，分别研究与此有关的六类对象与内容，即检测方法、检测仪器；高频设备检测标准；高压线、发电站、变电站及其它电源；内燃机车、专用电气设备；电视机、收音机；其它家用电器。 CISPR建立后，首先在测定方法、干扰标准与抑制技术上，进行了长期的研究，重点探讨了电子设备与电气设备处于共存、互不干扰的条件，并取得了进展。 1958年一个名叫射频干扰组(GrouponRadioFrequencyInterference，即C-RFI)的组织将电力与电子工程师协会(即IEEE)所命名的电磁兼容性组(GrouponElectromagneticCompatibility，即G--EMC)的机构叫做无线电干扰。1964年又将G---EMC改为EMC。然而，几经推敲后，将“电磁廉容性”扩展到更加广泛的领域之中。同时将EMC作为电子装置与电力设备互不干扰相互共存的专用语了。 随着电磁污染问题的日益严重，研究的深入与发展，解决的工程技术手段的进展、发展与完善，近二三十年新创立了一门边缘学科“环境电磁工程学”或“环境电磁兼容学”，在电磁与电磁控制领域内进行广泛而深入地研究与探讨。 环境电磁学的研究内容，根据IEEE的G--EMC学报的概括，为(1)研究电磁检测方法和防止电磁干扰技术，以及有关仪器、仪表及设备的使用技术；(2)研究电子设备的灵敏度、衰减度以及兼容技术；p)研究若干干扰源及其特性。又如怀特(White)所著EMC手册》中指出：环境电磁学重点研究电子设备与电力设备共存在的和谐条件。我国学者赵玉峰先生在他所著《环境电磁工程学》一书中把环境电磁工程学的研究内容概括为以下九个方面： (一)研究由于电磁能的利用范围不断扩大和不断发展带来的变化； (二)研究电磁辐射在环境中的分布特点与规律，电磁与高温、高湿、放射性等多项的作用； (三)研究电磁场对人体的危害和对武器装备、可燃性油、气类等的潜在危险性； (四)研究电磁辐射所引起的工业干扰及其干扰特性； (五)研究电磁场强度测定仪器、标准计量理论以及检测方法与操作技术； (六)研究电磁和谐条件，制订工业干扰与辐射安全卫生标准； (七)研究电磁辐射作用区域，探讨电子敏感仪器、导弹等武器装备以及燃性油的安全放置位置与距离； (八)研究抑制技术与防护方案； (九)研究与上述内容相应的理论。 从以上内容可以看出，就电力系统而言，电磁污染，相应的电磁环境学研究的是电力设备对周围电子设备的影响与防护。 本文讲的“电力污染”与相应这一问题提出的“电力环境”这一概念是指电力系统内部(包括电力用户的用电器具)某些元件产生的污染对与系统相连接的电气设备(通过地相连接的金属管道及构件)的影响与防护，以及对周围通信系统的干扰与影响。 现代电力的超高电压，特大电流形成强大电磁场对环境的污染日趋严峻了。这是电磁环境工程学的任务。电力工业的发展出现了新的情况、出现了新的污染。 一、机电设备容量增大，应用广泛，节省材料变得十分有意义，如铁芯正常工作点选得比较饱和，设备工作于十分接近非线性状态。 二、电能的使用范围扩大，电力用户中涌进了大量的冲击、非线性负载及不平衡负荷，如电弧炉、电焊、电气化铁道等。 三、电力电子技术的发展，电力用户采用了大量时变控制的非线性元件，晶闸管自从1957年问世以来，由于它独特的优点，从上世纪六十年代开始逐渐取代了