造纸行业是典型的高能耗产业,一个庞大的纸机制造系统通常采用很多大容量变压器,其负载也是多种多样,负荷水平高,电力电子装置应用日益广泛。各种非线性电力设备如变频器、整流器、及各种开关电源等大规模运用,工业控制的技术水平越来越高。与此同时,这些负载也是谐波源,产生大量的谐波,干扰电力系统。
谐波对供电系统的危害:
在电力系统中,因为趋肤效应,高频谐波增加了导线的谐波电阻。因此谐波电流会增加线路损耗,并降低线路的传输能力。此外谐波还可能引起浸渍绝缘局部放电,加速电缆绝缘老化,缩短电缆的使用寿命。如果加于电度表的电压、电流的波形为非正弦波,使工作磁通的波形变为非正弦波,任何非正弦波均可分解为一系列高次谐波,同频高次谐波磁通之间相互作用会产生附加力矩,因而引起附加误差,甚至造成计量混乱。
谐波的存在,会使控制设备损坏或出现误动作的几率大大增加。电力电子设备对供电电压的谐波畸变很敏感,如自动控制系统,在较高的畸变量可导致控制设备误动作,进而造成生产或运行中断,导致更大的经济损失。对于谐波污染的负载,一旦在生产过程中,出现误跳闸,可能造成电脑的数据丢失,轻则造成一定的经济损失,重则导致全部数据瘫痪,由于谐波电流的影响将会带来非常恶劣的影响。
谐波还可能使电容补偿系统产生谐振,造成补偿系统无法投运,或导致熔断器反复烧毁,最终结果是系统功率因数很低,长期的积累效应导致无功消耗过多而被供电部门罚款。
谐波源集中设计:
先进的造纸电气系统设计,一般通过各种负载的优化配置及大量的谐波模拟计算,将高谐波负载较为集中地设计在少数几台变压器的母线系统中,这样就方便对谐波进行集中处理,从而改善过去那种因为谐波负载分散造成的谐波无处不在、处理成本居高不下的局面。