浅谈石化企业电气谐波和治理.pdf

薹菪馏裆 石油化工设计 Petrochemical Design 浅谈石化企业电气谐波及治理 李宠一 (中国石化工程建设有限公司，北京 100101) 摘要：随着石化工业的迅速发展，在石化企业供 电系统中变频调速设备、整流设备、UPS电源等非线 性设备的使用越来越多，谐波的影响不容忽视。谐波的产生污染了石化企业供 电系统，对各类设备安全、 可靠性、长期的运行，以及设备的使用寿命都有影响。通过对谐波渡源的分析，掌握其规律，论证谐波的 危害，提出一系列治理及抑制措施，提高谐波的检测力度和检测标准，真正降低谐波对石化装置的电气 危害。 关键词：谐波 谐波测量控制 有源滤波器 谐波治理 变频调速设备、整流设备、UPS电源等非线性 压平均 THD为 3．7％，其 中大部分的畸变也是 由 设备和传统变压器及铁芯电抗器的使用均会产生 五次谐波引起的。电压畸变率的提高直接引起了 谐波，在配电系统中谐波问题越发突显。谐波已 电流五次谐波的畸变率提高。实验表明，当用电 经与电磁干扰、功率因数降低并列为电力系统的3 子镇流器替代 电感镇流器时，电流的五次谐波含 大公害。 《GB／T14549--1993电能质量公用电网 量会提高73．4％。使用带有功率因数校正的型号 谐波》…、《中华人民共和国电力法》 、《供电营 产品可以减少谐波，但成本昂贵。 业规则》E3]等明确规定了公共 电网谐波电压 (相 电 2)开关模式 电源 (SwitchModePowerSup- 压)的限值 以及公共连接点的谐波电流允许值。 plies)。大多数现代 电子设备都是用开关模式 电 研究消除供配 电系统中的高次谐波问题对改善供 源(SMPS)。SMPS中的大电容器用来维持稳定电 电质量和确保供 电系统安全稳定经济的运行，有 压，电源经可控整流器件去给存储电容器充电，然 重大意义。 后经整流器，从而得到所需的输 出电压及 电流相 适合的直流电流。由于开关模式电源不能连续的 1 谐波源的分析 从电源汲取连续的电流，而只能汲取脉冲电流。 在 电力系统中，所有的非线性负荷都能产生 因此开关模式电源会使电流产生大量的三次及高 谐波，其中产生谐波的设备类型有：电子荧光灯镇 次谐波分量，三次谐波(3次、9次、15次等)会加 流器、开关模式电源 (SMPS)、不间断电源 (UPS)、 在中性点，不像正序 (1次、7次、13次等)和负序 变频器 (VariableFrequencyDrives)、磁性铁心及某 分量 (5次、11次、l7次等)，可以在中性点抵消。 些家用 电器等。 3)不 问断 电源 (UninterruptiblePowerSup· 1)荧光灯镇流器。石化装置中的照明设备大 plies)。UPS主要是 由整流 电路、逆变 电路、控制 多使用电子镇流器。它能在高频时显著提高灯管 电路、充电电路、电池组、旁路系统组成。现主流 的效率，但同时会在 电源 电流中产生谐波和电气 噪音。美国橡树岭国家实验室 曾做过关于带电感 收稿 日期 ：2012—08—06。 镇流器荧光灯和电子镇流器荧光灯产生谐波的恶 作者简介：李宠一，女，2007年毕业于华北电力大学电 对比。表 1中是电感镇流器和电子镇流器的