干式變壓器電能污染分析及解決方案

摘要：本文結合工作實(shí)例，分析了供電系統中的電能污染問(wèn)題、諧波的存在及危害，并講述了解決過(guò)程。歡迎有興趣的同行一起探討。關(guān)鍵詞：諧波治理進(jìn)入21世紀以來(lái)，我各方面發(fā)展步伐加快，特別是工業(yè)，技術(shù)不斷進(jìn)步，與發(fā)達家的技術(shù)合作和自主開(kāi)發(fā)研究取得長(cháng)足進(jìn)步。內一些科技含量較高的企業(yè)和外資先資企業(yè)紛紛采用新的電氣控制方式，使得我供電系統從五六十年代開(kāi)始逐步擴大，并逐漸暴露出其不足。

縱觀(guān)我的供電模式，雖然隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展取得了一些進(jìn)展，但電力污染問(wèn)題卻被忽視了。在較發(fā)達的工業(yè)家，如日本和美，他們采用了大量新技術(shù)，并較早地注意到這個(gè)問(wèn)題。一些企業(yè)也看中了潛在的商機，在中設立了辦事處。比如著(zhù)名的美Inford公司在中大部分省份都設立了網(wǎng)點(diǎn)，業(yè)績(jì)也有所發(fā)展。

目前，中除了自主研發(fā)和復制的新設備外，還從發(fā)達家引進(jìn)了大量新設備，如德的西門(mén)子、日本的歐姆龍等。這些設備的共同特點(diǎn)是節能和提高效率。因此，高頻變頻技術(shù)和PID觸發(fā)的線(xiàn)性負載驅動(dòng)被廣泛應用。這些設備的應用嚴重干擾電網(wǎng)，對變電站設備構成嚴重威脅。

針對上述問(wèn)題，結合我公司的具體情況，本文試圖從一個(gè)側面探討我公司從發(fā)生、發(fā)現到解決的過(guò)程，希望能為相關(guān)單位提供一些參考。

我們公司是90年代中日合資成立的。使用的生產(chǎn)設備主要從日本進(jìn)口，包括歐姆龍電器的熱處理線(xiàn)，JD.COM高頻生產(chǎn)俱樂(lè )部的感應爐，以及大量驅動(dòng)和調節各種負載的變頻設備。這些都在運行中產(chǎn)生大量諧波，感應爐的工作頻率達到500KHZ。經(jīng)過(guò)八年的發(fā)展，我公司的設備不斷增加，產(chǎn)能和總產(chǎn)值逐年增加。在搬進(jìn)科技園之前，公司使用的是315KVA干式變壓器，基本可以應付生產(chǎn)。但是場(chǎng)地和能源已經(jīng)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)發(fā)展的需要，所以在2002年搬到了科技園。運行初期發(fā)現新安裝的800KVA干式變壓器噪音大，發(fā)熱。當時(shí)，我們邀請了干式變壓器廠(chǎng)的工程師和技術(shù)人員來(lái)檢查和研究解決方案。在公司領(lǐng)導的支持下，應用戶(hù)的要求，制造商同意更換干式變壓器，以消除干式變壓器的質(zhì)量問(wèn)題。更換干式變壓器后仍然存在同樣的問(wèn)題，因為沒(méi)有從根本上找出現有的結病。經(jīng)過(guò)仔細研究分析，我認為我們公司的具體負荷存在反饋和干擾的可能性。公司王總經(jīng)理非常支持，同意請市電力局相關(guān)職能部門(mén)進(jìn)行測試。經(jīng)兩臺機組測試，證明我公司電源污染嚴重。標的諧波含量應該在1-5之間，我們實(shí)際測量的較大值是20(有兩份檢測報告)。

因為夏天溫度高，我們公司準備增加一套新的大功率加熱爐。為了應付生產(chǎn)，我們使用大功率風(fēng)扇吹走熱量，工作容量不到干式變壓器的一半，干式變壓器油溫達到83。為了從根本上解決諧波問(wèn)題，我查閱了大量資料，結合自己幾十年的工作經(jīng)驗。從各方面了解相關(guān)情況：我從干式變壓器廠(chǎng)家了解到，新增加的外 #p#分頁(yè)標題#e#

針對發(fā)現的問(wèn)題，我們邀請有關(guān)單位進(jìn)行整改。各方提出的建議很多，建議增加油罐容積；有些使用電抗器和電容器來(lái)抵消諧波；每個(gè)負載上都安裝有過(guò)濾器?？們r(jià)需要10萬(wàn)以上(我們包頭公司一套設備需要北京某科研機構安裝，費用需要12萬(wàn)，還是手動(dòng)切換)?？偛肯嚓P(guān)部門(mén)認為，只要能解決問(wèn)題，花點(diǎn)錢(qián)也是可以的。不過(guò)寧波的這些單位也不是百分百確定。我們當時(shí)的要求是額定負荷下，油箱溫度不能太高，以保證干式變壓器的工作安全?，F實(shí)中，解決上述問(wèn)題的前提是消除負荷中的諧波含量。

據我分析，公司設備的諧波是客觀(guān)存在的。封堵法達不到目的，還是采用稀疏法。通過(guò)對目前使用的干式變壓器內部結構的分析，發(fā)現三相接線(xiàn)是閉合的，負載的諧波(尤其是偶次波)總是在內部循環(huán)，輻射的電磁波在打在干式變壓器外部屏蔽層時(shí)被反射，造成噪聲和發(fā)熱。查明原因后，我親自走訪(fǎng)了天元干式變壓器廠(chǎng)，并與王總工程師進(jìn)行了技術(shù)交流(王總為中電氣工程學(xué)會(huì )、中電工學(xué)會(huì )高級會(huì )員，《干式變壓器》雜志名譽(yù)編委會(huì )委員)。我們達成共識，接受了我的建議，換成了另一種結構的干式變壓器。新型干式變壓器的內部結構采用閉環(huán)和開(kāi)環(huán)相結合的繞組方式。理論上可以抵消大部分奇次諧波。干式變壓器自8月25日投入運行以來(lái)，負荷已達90以上，一直工作正常，只有輕微的溫度(<50>)。

供電領(lǐng)域問(wèn)題的解決一直得到我公司總經(jīng)理和總部相關(guān)部門(mén)的大力支持。它的意義在于省錢(qián)，甚至不用它也能大賺一筆(換下來(lái)的干式變壓器還能用)。不僅為公司省了不少錢(qián)；而且通過(guò)實(shí)踐，掌握了客觀(guān)事物的本質(zhì)，對我市乃至全新的科技領(lǐng)域的問(wèn)題提出了新的解決方案。

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