智能電網之電力、電網諧波的危害

視在功率S=475KVA

每月計算設備運行22天，每天工作12小時。

每月設備的耗電能：475×22×12=125400(度)

每月交納的電費費用：以現在每度電費價格為0.6元計算。125400×0.6=75，240(元)

根據水電部和國家物價局頒布《功率因數調整電費辦法》規定;按0.9為標準的功率因數調整電費標準規定功率因數為(cosφ=0.7)時月電費追加10%，功率因數為(cosφ≥0.95)時月電費下調0.75%。

實際功率因數為(cosφ=0.95)時500KW設備實際所交納電費費用為：

75240-75240×0.75%=74，675.7

所以安裝了一套消諧濾波裝置這500KW的鑄鋼車間每月能節省電費支出：

111，513.6-74，675.7=36，837.9(元)

如果500KW負載無功補償屏一套設備售價要7萬元左右，而消諧濾波裝置一套設備售價只需10萬元左右，正常情況下半年就可以返回設備成本。本設備免維護強，投入運行后維護費用基本是零支出。設備使用壽命長，正常運行下設備壽命達20年。

而使用無功補償屏雖然能達到國家功率因數標準，但諧波造成的損耗無法降低，還是會造成一定的經濟損失。

實踐證明，使用消諧濾波補償裝置比使用無功補償屏節約電能20%，減少電費費用。

四、商業區、商場、寫字樓、辦公樓等設施的諧波危害同樣巨大，主要產生諧波的設備和裝置有：

1.整流器和整流設備;

2.影視設備：TV、TV監視器等;

3.計算機;

4.復印機：含圖象復印機;

5.打印機;

6.傳真機;

7.UPS電源系統;

8.電子控制照明裝置(如調光、電子熒火燈鎮流器等);

9.電梯;

10.空調(尤其是變頻調速裝置);

11.焊機設備;

12.微波爐;

13.開關模式電源(SMPS);

14.磁性鐵芯設備;

計算機產生以3次、5次和7次諧波為主的諧波，而筆記本便攜式計算機則產生的諧波頻譜更加廣泛。

復印機產生以3、5、7、9、11、13次諧波為主的諧波。

可變頻驅動裝置則產生以5、7次諧波最為明顯。

三相供電有六個脈沖橋式可控硅整流器的UPS電源，則沒有3次諧波，而5、7次諧波則最為顯著。三相供電有十二個脈沖可控硅整流器時，那么11、13次諧波則最為顯著。而單相供電的UPS電源則以3次諧波為主。

諧波的危害與影響

1造成電網電壓的嚴重畸變(用電量大大增加);

2電纜電線過熱，絕緣老化加速，易損壞并導致線間短路和接地故障引起電氣火災和人身電擊事故;

3變壓器和馬達的過熱，損壞甚至于燒毀;

4補償功率因數的電容器過熱，易損壞，壽命短;

5供電系統損耗增加;

6系統的功率因數降低;

7斷路器及漏電保護裝置、接觸器、熱繼電器等電氣保護元件過熱，失靈，誤動作，接地保護裝置功能失常;

8中性線過負荷、發熱，甚至于燒毀、著火;

9過零噪音;

10集膚效應顯著;

11計算機死機，鎖住;

12浪費系統容量，降低保護功能;

13通訊與影像設備失誤;

14給供電系統帶來難題;

15對多租戶大型商用辦公大樓配電系統的諧波治理問題糾紛越來越突出。(其原因有二：其一，辦公設備效率，節能以及調速驅動(ASD)，高效熒光照明和電子設備等，引起系統的諧波畸變水平不斷升高;其二，由于這種系統的多用戶特點和諧波源的小功率，分散性特征帶來責任區分上的困難，因此，當諧波問題發生時，容易引起供用電各方之間的糾紛);

16醫療設備誤動作，帶來醫療事故，甚至于電源系統遭到破壞;

17機場難以正常運行，國防設施受到影響;

18金融、證券交易中心，電源誤動作，失靈，停電，將會造成重大經濟損失;

19地鐵、輕軌、電氣機車、停電、停運造成交通事故。

從國外的電能質量分析比如英國電源質量問題出現的頻率統計：

方面諧波對地泄漏電流電壓擾動

發生頻率高中低高中低高中低

商業的71%20%9%20%31%49%51%27%22%

公共事業的60%20%20%31%31%39%31%49%20%

60%31%9%40%31%29%40%31%29%

高：一年造成的停機事故在12次以上;

中：一年造成的停機事故在2-12次之間;

低：一年造成的停機事故在1次以下;

從表中可以看出諧波造成停機事故頻率很高，在所有三個方面每年事故的報告在12次以上的均在60%以上，而每年至少1次事故的報告為80%以上。

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