优化电力设计降低电能污染的策略

林璟

摘 要：社会工业化水平越来越高，提出了更高的电能需求，而在满足人们生活所需时，产生了电能污染，扰乱了人们的正常生活，不利于电力运行的发展。为此，需要加大电力设计的优化力度。分析了电能污染，提出了优化方案，以将电网中的电能污染减至较少，维持人们的正常生活。

关键词：优化；电力设计；降低；电能污染

中图分类号：F407 文献标识码：A

社会向前推进，人们逐渐提升了环保意识，污染问题关乎环境与利益，备受人们重视。电力污染，就是电力设备在周边运作时产生的消极影响，也可认为是电磁环境问题。社会快速向前推进，非传统用电设备使用量越来越多，使得其在用电系统中占据较大的比例，这是世界范围内都比较重视的问题。对节能荧光灯系统等很多非线性的负载，采用了变频的驱动设备与不间断电源的负载等，均在一定程度上污染了电网内部，导致电能质量偏低，阻碍供电设备的正常运行，继而影响用户用电，甚至酿成火灾事故。

1.电力设计发展现状

电力设计在电力工业中起到辅助作用，和电力企业的发展关系密切。在国民经济中，电力工业是基础性产业。能源化推进的同时，我国步入一个特殊过程中，电能取代非电能资源，逐步拓宽其应用范围。在消费结构中，电在终端能源所占比例越来越多，经济社会发展下，更为依赖电力。我国是电力生产及消费大国，每年的发电量在世界范围内是比较多的，在工业化和城市化平行发展过程中，后续电力需求将越来越大，输电与发电领域的投资也将逐渐增加。

2.电能污染

2.1 稳态的电能污染

稳态的电能污染比较突出的问题便是谐波污染问题，现阶段从查阅有关资料不难发现，多次研究谐波污染危害，得到了众多可支持性的结论。下面具体介绍谐波表现极其危害。

2.1.1 污染输电线路

如果系统谐波被放大或产生谐振，谐波极大损害电网。通常与基波电流相比起来，谐波电流所占比例较少，而谐波频率比基波高，谐波增多的电阻因为存在导线集肤效应，变得越来越多，而谐波也产生了比較大的附加耗损。此外，谐波在选取的电缆输电系统中可致电能波形出现尖峰，继而使电缆绝缘老化变快，导致介质耗损过大，提升了温度，结果使得电缆使用寿命变短。通常额定电能比较高的电缆，谐波危害响应较大。

2.1.2 污染电力变压器

变压器的绕组谐波电流导致附加损耗变大，这种影响比较突出。使得某些紧固零件与外壳硅钢片发热，局部过热，导致变压器老化速度变快，极大地缩短其寿命，需要立即防治这种污染危害。此外，负定电流导致三相电流不对称与变压器额定出力不够。

2.1.3 污染旋转电机

对汽轮发电机，转子是一个敏感部位，国内多出现这种情况，也即汽轮发电机将电输送给电铁时，因为转子部件的嵌装面过热而遭受损坏，进而酿成事故，因为相比定子温升，汽轮发电机的谐波与负序温升过高，局部温度比较高。此外，负序电流通过发电机时，生成了负序的旋转磁场、同步转矩，同时，发电机出现了附加震动。谐波的出现因为使得发电机振动而出现噪声，当振动时间持续很长一段时间，出现金属疲劳，一些时候会破坏机械。

2.1.4 污染电力测量仪表的准确性

谐波很大程度上污染了电力测量仪表，如，感应型与磁电型电表，尤其是电能表，当谐波较大时，使得计量无序，致使测量结果极不准确。

2.1.5 污染继电保护与自动装置

基于负序量，谐波会形成干扰。对自动装置的启动元件为负序的滤波器，谐波会对这种自动装置造成较大的扰乱。由于继电保护功能很大程度上受负序量整定的影响，当整定值变小，则灵敏度变高。

2.2 暂态的电能污染

暂态的电能污染，也就是电网操作出现的系统冲击问题，抑或电网遭受外来袭扰，也可以是内部故障出现的问题，性能指标多为电能跌落，短时间内切断电能，电能脉冲。上述性能表明，暂态电能污染多是电源污染，事实上，电源污染表现出浪涌冲击与三相不平衡。

2.2.1 浪涌冲击与雷击

浪涌冲击与雷电波的入侵使得系统出现闪变，闪变为电压瞬时脉冲，其时间比1ms小，该脉冲可具有明显的直流分量抑或振荡性质，当然正极性或负极性也可以。一般上述脉冲被称为缺口或干扰、毛刺。

2.2.2 三相不平衡

交流三相电力系统的正常，需要电压与电流的A、B、C具有相等的三相幅值，并且相位差全部是1200，当符合这个条件，使得三相不平衡，带来一定的损害。

2.2.3 电压值偏差

电压值偏差，相比标称的额定值，实际电压有所偏移。因为偏移具有不同的时间长短，划分成持续较长与瞬时的，通常前者为电压波动，也就是≤1个的许多正弦波峰的值，超过或低于标准值，大致由半周波拓至几百个周波。对正值偏差而言，即过电压，一般的过电压避雷器与保护器无法彻底消除过压波动，而人们多不注意该情况，使得计算机与控制系统等产生故障故障，严重时出现停机。还有即欠压波动，也就是在特定时间内，相比标准值，正弦波峰值较低，也就是我们通常说的晃动或降落。因为该低电压持续时间并不长，并不直接破坏电气设备，而通常使得自动控制系统与逻辑系统无序。

3.优化电力设计降低电能污染的方案

3.1 优化电力设计

在电压具体优化上，需要做到以下几方面：

①调节电压。要求电力设计人员调节母线，将调整变压器与电力电容器应用其中，继而维持电能的质量，确保运行电压较高的合理性。使用变压器中的自动调压器，将输入电压调整在有效范围，从而把控输出电压，基于此，节省供电投入，提升了供电质量，减少了电能污染，带来了巨大的经济与社会效益。

②无功补偿。电力设备在供电系统中损耗了一定的功率，事实上，这时的一些功率是无用的，原因在于，一些电力属于感性负荷，基于此，不利电能节约，产生了电能污染。所以，设计人员应无功补偿设计电力设备，继而把控电能损耗度。无功补偿电能设备的积极意义比较突出，其往往能把控电力系统的电能损耗，维持电能质量，确保电力设备运行正常，降低了电费，带来了较大的经济效益。

3.2 优化电能质量

现阶段变流设备与电气设备的数量越来越多，电力设计系统受多方因素影响，在这种情况下，电能质量越来越低，产生的电能污染也比较多，所以，优化电能质量很重要。在电能质量优化过程中，需要充分把握电能质量实际，制定科学、有效的优化方案。同时，应完善电能质量检测网络，在检测过程中，使用的检测方法有专项检测与定期检测等，采用各种方法，切实提高电能质量，维持电网运行的稳定，确保不会出现安全问题，基于此，减少了电能污染。

结语

处在新环境中，人们要求更高的供电质量，当把握不充足的情况下，需要将科学技术与互联网理论结合起来，进行分析，做出探究，在事情尚未发生之前，采取防范措施。后续电力设计面临着未知的挑战，产生的电能污染也不可知，所以，专业人员需要保持严谨的态度，不断进取，敢于迎接挑战。

参考文献

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