第七十一講 三大常見(jiàn)電能污染的定義、特點(diǎn)和來(lái)源
①瞬流
A.定義
瞬流這類電能污染，我國(guó)研究得不多，是三種電能污染中最不為人們所熟知的。瞬流幾乎存在于所有工業(yè)用電和民用電的電能系統(tǒng)之中，是高爆發(fā)的電能，是交流正弦波電路上電流與電壓的一種瞬時(shí)的畸變。其主要表現(xiàn)形式為浪涌、諧波、尖峰、間諧波。
B.特點(diǎn)
瞬流的特點(diǎn)是超高壓、超高速、超高頻次。它在微秒級(jí)和納秒級(jí)這樣短的時(shí)間內(nèi)，其電壓高出正常值的幾十倍到幾百倍甚至幾千倍。例如，在額定電壓為380伏的用戶配電系統(tǒng)中，電壓如果分別上升到50倍、500倍、5000倍，則用戶配電系統(tǒng)中的設(shè)備、儀表、儀器、線路和開(kāi)關(guān)，則在微秒級(jí)或納秒級(jí)這樣短的時(shí)間內(nèi)，瞬時(shí)承受的電壓分別高達(dá)1.9萬(wàn)伏、19萬(wàn)伏、190萬(wàn)伏。讀者朋友們可能要問(wèn)，這么高的電壓，怎么我們單位的用電設(shè)備沒(méi)有被燒毀呀！這是由于瞬流產(chǎn)生的電壓雖然非常非常的高，但持續(xù)的時(shí)間確很短很短。所謂超高速是指瞬流尖峰發(fā)生在極短的時(shí)間內(nèi)，能夠在數(shù)納秒內(nèi)，完成從產(chǎn)生、迸發(fā)到消失的全過(guò)程；所謂超高頻次是指瞬流尖峰的活動(dòng)十分頻繁，可以說(shuō)無(wú)時(shí)不有，無(wú)處不在。
C.來(lái)源
瞬流產(chǎn)生的原因主要來(lái)自用戶配電系統(tǒng)外部和內(nèi)部?jī)纱箢?。其中，外部原因?lái)源占10%-20%，如雷電、相鄰單位個(gè)人用電產(chǎn)生的諧波等；內(nèi)部原因來(lái)源占80%-90%，如負(fù)載頻繁開(kāi)關(guān)、負(fù)載頻繁變化，大功率設(shè)備的損壞等。據(jù)福特公司的測(cè)試，一盞燈的開(kāi)關(guān)，一個(gè)電器的開(kāi)啟，甚至電腦鍵盤(pán)的點(diǎn)擊，就有數(shù)十個(gè)瞬流產(chǎn)生，電壓高達(dá)500伏-1200伏。再如一個(gè)日光燈管的開(kāi)與關(guān)，就有24個(gè)瞬流產(chǎn)生。
節(jié)康科技中央節(jié)能保護(hù)裝置
②浪涌
A．定義和種類
所謂浪涌又叫突波、瞬變、脈變，是瞬流的一種特殊形式，其英文為Electricieal Surgy，是指在不超過(guò)1毫秒的短時(shí)間內(nèi)，所產(chǎn)生的超出正常工作電壓（電流）的瞬間過(guò)（低）劇烈脈沖電壓（電流），包括浪涌電壓和浪涌電流。
所謂浪涌電壓是指超出正常工作電壓的瞬間過(guò)電壓，是沿線路或電路傳輸?shù)乃沧冸妷翰ㄐ?，其特征為該電壓具有一個(gè)迅速上升的前沿和一個(gè)下降較慢的尾部過(guò)程。浪涌電流是指電源接通瞬間或是在電路出現(xiàn)異常情況下，產(chǎn)生的遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)電流的峰值電流或過(guò)載電流。
B．浪涌的主要特點(diǎn)
浪涌產(chǎn)生的時(shí)間非常短，屬于微秒級(jí)水平，但不包括納秒級(jí)水平，其浪涌電壓的峰值超過(guò)正常值的2倍以上，在瞬間的電壓峰值可由幾百伏上升到兩萬(wàn)伏。浪涌可以說(shuō)在用戶配電系統(tǒng)中無(wú)處不在，普遍存在于常見(jiàn)配電系統(tǒng)之中。
C．浪涌的來(lái)源
以用戶配電系統(tǒng)為參照物，浪涌仍可分為外部浪涌和內(nèi)部浪涌?jī)纱箢?。其中，外部浪涌為雷擊浪涌電網(wǎng)中開(kāi)關(guān)操作，相鄰單位設(shè)備開(kāi)啟和切除操作產(chǎn)生的浪涌，約占20%左右；內(nèi)部浪涌是由負(fù)載操作與故障引起的沖擊，如空調(diào)、電磁、電焊機(jī)、空壓機(jī)、水泵、開(kāi)關(guān)電源、復(fù)印機(jī)、其它感應(yīng)設(shè)備、大型設(shè)備的投切、大型晶閘管的開(kāi)斷等。屬于震蕩型浪涌。
電梯能量回饋裝置
③諧波
A.諧波定義
1822年，法國(guó)數(shù)學(xué)家傅里葉指出，一個(gè)任意函數(shù)都可以分解為無(wú)窮多個(gè)不同頻率正弦信號(hào)的和。據(jù)此，IEEE（美國(guó)電氣與電子工程師協(xié)會(huì)）定義，諧波是周期性波形或周期量的正弦分量，其頻率為基頻的整數(shù)倍。目前一個(gè)普遍接受的諧波定義為，諧波是一個(gè)周期電氣量的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍。
諧波是狹義和廣義兩種，是主頻的N倍波，可分為狹義的諧波，又叫高次諧波，是指電流中所有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量。一般指周期性的非正常電量進(jìn)行的傅里叫級(jí)數(shù)分解，其余大于基數(shù)頻率的電流產(chǎn)生的電量，也就是諧波是主電網(wǎng)頻率的倍數(shù)。
如電網(wǎng)頻率為50赫茲時(shí)，3次諧波為3×50赫茲=150赫茲；5次諧波為5×50赫茲=250赫茲，以此類推。
廣義的諧波是指由于交流電網(wǎng)有效分量為工頻單一頻率，因此，任何與工頻的頻率不同的成分，都是諧波，從而產(chǎn)生分?jǐn)?shù)諧波、間諧波、次諧波等說(shuō)法。
B.諧波的特點(diǎn)
諧波的產(chǎn)生規(guī)律是，只要電流的形態(tài)發(fā)生變化就會(huì)產(chǎn)生。典型的諧波源為震流、電弧、磁滯型設(shè)備、交流變直流、交注變?yōu)殡娀〉取?/span>
C.諧波的來(lái)源與常見(jiàn)諧波裝置
諧波的產(chǎn)生來(lái)自兩個(gè)方面，一是用戶的用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波，這些諧波最多。二是輸電和配電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波。常見(jiàn)的諧波有下列三類：
一是用戶端的低壓電器設(shè)備類：
如計(jì)算機(jī)、充電器、醫(yī)療設(shè)備、科研用儀器、調(diào)速驅(qū)動(dòng)器、節(jié)能燈、激光打印機(jī)等。
二是電子裝置類：
如整流器、逆變器、斬波器、變頻器等多種交流與直流的交流裝置，以及雙向晶閘管可控開(kāi)關(guān)設(shè)備等。
三是變壓器類：
因變壓器鐵芯的飽和，磁化曲線非線性，加上設(shè)計(jì)時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性，其工作磁化選擇在磁化曲線的近飽和線上，造成磁化電流成尖頂波形。
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