針對電能污染問題試析電力設(shè)計的優(yōu)化措施

潘媛

摘 要：社會及城市化的快速發(fā)展為我國工業(yè)化水平的提升打下了基礎(chǔ)，在這種情況下對電能源的需求也越來越高，所以，在滿足人們對電能需求的同時，也產(chǎn)生了很嚴(yán)重的電能污染問題，給人們的日常生活帶來了極大的影響，還阻礙了電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展?；诖耍枰槍嶋H情況全面了解，在此基礎(chǔ)上加了對電力設(shè)計的優(yōu)化力度，以便緩解電能污染問題。

關(guān)鍵詞：優(yōu)化；電力設(shè)計；降低；電能污染

中圖分類號：F407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）20-0168-01

無論是社會發(fā)展還是人們的日常生產(chǎn)生活，現(xiàn)在所追求的是以綠色環(huán)保為基礎(chǔ)發(fā)展的，這就意味著人們的環(huán)保意識越來越強(qiáng)烈，對日常中的污染問題提高了關(guān)注度。電力污染其實就是電力設(shè)備在運(yùn)用過程中所產(chǎn)生的消極影響，在社會快速發(fā)展的過程中非傳統(tǒng)用電設(shè)備的使用量越來越多，使得其在用電系統(tǒng)中占據(jù)較大的比例，這是世界范圍內(nèi)都比較重視的問題。對節(jié)能熒光燈系統(tǒng)等很多非線性的負(fù)載，采用了變頻的驅(qū)動設(shè)備與不間斷電源的負(fù)載等，均在一定程度上污染了電網(wǎng)內(nèi)部，導(dǎo)致電能質(zhì)量偏低，阻礙供電設(shè)備的正常運(yùn)行，繼而影響用戶用電，甚至釀成火災(zāi)事故。

1 當(dāng)前電力設(shè)計的發(fā)展情況分析

目前，我國電力行業(yè)隨著社會整體的快速發(fā)展有了進(jìn)一步的發(fā)展，而在電力企業(yè)運(yùn)營過程中電力設(shè)計發(fā)揮著輔助的作用，關(guān)系到電力企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。電能源是不可取代的能源之一，現(xiàn)如今所運(yùn)用的范圍越來越廣泛。從實際的發(fā)展及消費(fèi)結(jié)構(gòu)情況來看，電能源在所有能源中所戰(zhàn)績的比例越來越大，尤其是在經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展的局勢下，更為依賴電力。我國是電力生產(chǎn)及消費(fèi)大國，每年的發(fā)電量在世界范圍內(nèi)是比較多的，在工業(yè)化和城市化平行發(fā)展過程中，后續(xù)電力需求將越來越大，輸電與發(fā)電領(lǐng)域的投資也將逐漸增加。

2 電能污染

雖說電力能源在我們?nèi)粘Ｉ钪杏兄豢扇〈闹匾饔?，但同時也會給我們的生活造成一定的負(fù)面影響。其中比較突出的則是電能污染問題，目前，很多學(xué)者已經(jīng)投入到了對電能污染所帶來的危害研究中，下面進(jìn)行了具體論述：

2.1 穩(wěn)態(tài)電能的污染危害

這種電能所帶來的污染問題作為嚴(yán)重的就是諧波污染，其危害非常嚴(yán)重：首先，會帶給輸電線路一定的污染。如果電能運(yùn)行過程中系統(tǒng)的諧波被不斷放大或產(chǎn)生諧振，那么就會給電網(wǎng)造成嚴(yán)重影響。雖然與基波電流相比較諧波電流所占比例不多，但頻率卻很高。由于諧波所不斷增加的電阻或因為存在導(dǎo)線集膚效應(yīng)而變得越來越多，與此同時諧波也產(chǎn)生了比較大的附加耗損。此外，諧波在選取的電纜輸電系統(tǒng)中可致電能波形出現(xiàn)尖峰，繼而使電纜絕緣老化變快，導(dǎo)致介質(zhì)耗損過大，提升了溫度，結(jié)果使得電纜使用壽命變短。通常額定電能比較高的電纜，諧波危害響應(yīng)較大；其次，污染電力變壓器。變壓器的繞組諧波電流導(dǎo)致附加損耗變大，這種影響比較突出。使得某些緊固零件與外殼硅鋼片發(fā)熱，局部過熱，導(dǎo)致變壓器老化速度變快，極大地縮短其壽命，需要立即防治這種污染危害。此外，負(fù)定電流導(dǎo)致三相電流不對稱與變壓器額定出力不夠；第三，污染旋轉(zhuǎn)電機(jī)。對汽輪發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子是一個敏感部位，國內(nèi)多出現(xiàn)這種情況，也即汽輪發(fā)電機(jī)將電輸送給電鐵時，因為轉(zhuǎn)子部件的嵌裝面過熱而遭受損壞，進(jìn)而釀成事故，因為相比定子溫升，汽輪發(fā)電機(jī)的諧波與負(fù)序溫升過高，局部溫度比較高。此外，負(fù)序電流通過發(fā)電機(jī)時，生成了負(fù)序的旋轉(zhuǎn)磁場、同步轉(zhuǎn)矩，同時，發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了附加震動。諧波的出現(xiàn)因為使得發(fā)電機(jī)振動而出現(xiàn)噪聲，當(dāng)振動時間持續(xù)很長一段時間，出現(xiàn)金屬疲勞，一些時候會破壞機(jī)械；第四，污染電力測量儀表的準(zhǔn)確性。諧波很大程度上污染了電力測量儀表，如，感應(yīng)型與磁電型電表，尤其是電能表，當(dāng)諧波較大時，使得計量無序，致使測量結(jié)果極不準(zhǔn)確；第五，污染繼電保護(hù)與自動裝置?；谪?fù)序量，諧波會形成干擾。對自動裝置的啟動元件為負(fù)序的濾波器，諧波會對這種自動裝置造成較大的擾亂。由于繼電保護(hù)功能很大程度上受負(fù)序量整定的影響，當(dāng)整定值變小，則靈敏度變高。

2.2 暫態(tài)的電能污染

該污染問題發(fā)生的主要原因是由于在實際進(jìn)行電網(wǎng)操作過程中出現(xiàn)的系統(tǒng)沖擊亦或者電網(wǎng)遭受其他干擾造成的，其主要原因是內(nèi)部故障問題。這時電能系統(tǒng)的性能指標(biāo)多為電能跌落，短時間內(nèi)切斷電能，電能脈沖。這就說明了暫態(tài)電能污染實際上就是電源污染，一般點源污染體現(xiàn)在出浪涌沖擊與三相不平衡。

（1）浪涌沖擊與雷擊。當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中發(fā)生系統(tǒng)閃變問題時，是因為有浪涌沖擊或雷電波侵入，閃變是電壓瞬時脈沖，整個過程不到一秒鐘，具有明顯的直流分量抑或振蕩性質(zhì)，當(dāng)然如果是正極性或負(fù)極性也可以。通常電壓瞬時脈沖被稱之為缺口、干擾或毛刺。（2）三相不平衡。交流三相電力系統(tǒng)的正常，需要電壓與電流的A、B、C具有相等的三相幅值，并且相位差全部是1200，當(dāng)符合這個條件，使得三相不平衡，帶來一定的損害。（3）電壓值偏差。電壓值偏差，相比標(biāo)稱的額定值，實際電壓有所偏移。因為偏移具有不同的時間長短，劃分成持續(xù)較長與瞬時的，通常前者為電壓波動，也就是≤1個的許多正弦波峰的值，超過或低于標(biāo)準(zhǔn)值，大致由半周波拓至幾百個周波。對正值偏差而言，即過電壓，一般的過電壓避雷器與保護(hù)器無法徹底消除過壓波動，而人們多不注意該情況，使得計算機(jī)與控制系統(tǒng)等產(chǎn)生故障故障，嚴(yán)重時出現(xiàn)停機(jī)。還有即欠壓波動，也就是在特定時間內(nèi)，相比標(biāo)準(zhǔn)值，正弦波峰值較低，也就是我們通常說的晃動或降落。因為該低電壓持續(xù)時間并不長，并不直接破壞電氣設(shè)備，而通常使得自動控制系統(tǒng)與邏輯系統(tǒng)無序。

3 優(yōu)化電力設(shè)計降低電能污染的方案

為了能夠有效避免電能污染問題的發(fā)生，要求工作人員從電力設(shè)計環(huán)節(jié)著手，對設(shè)計方案不斷的完善和改進(jìn)，確保所設(shè)計的方案符合實際需求，這樣才能夠從根本上解決污染問題，為人們及社會的穩(wěn)定發(fā)展奠定基礎(chǔ)保障。

3.1 優(yōu)化電力設(shè)計

實際設(shè)計優(yōu)化過程中最值得注意的問題就是要加大對電壓的優(yōu)化力度，那么可以從以下幾方面著手進(jìn)行：首先針對電壓進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。要求電力人員設(shè)計過程中調(diào)節(jié)母線，將調(diào)整變壓器與電力電容器的作用充分發(fā)揮，繼而確保電能質(zhì)量的良好性，將電壓控制在合理范圍之內(nèi)。通過使用變壓器中的自動調(diào)壓器，將輸入電壓調(diào)整在標(biāo)準(zhǔn)范圍，從而把控輸出電壓，基于此，節(jié)省供電投入，提升了供電質(zhì)量，減少了電能污染，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會效益；其次，由于其中一些電力數(shù)以感性負(fù)荷，基于此，不利電能節(jié)約，產(chǎn)生了電能污染。所以，設(shè)計人員應(yīng)無功補(bǔ)償設(shè)計電力設(shè)備，繼而把控電能損耗度。無功補(bǔ)償電能設(shè)備的積極意義比較突出，其往往能把控電力系統(tǒng)的電能損耗，維持電能質(zhì)量，確保電力設(shè)備運(yùn)行正常，降低了電費(fèi)，帶來了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 優(yōu)化電能質(zhì)量

隨著人們對電能源需求的不斷增加，使得各種電氣設(shè)備及變流設(shè)備的使用越來越頻繁，數(shù)量也隨之不斷增加。但由于電力設(shè)計系統(tǒng)受到了來之多個方面因素的影響，導(dǎo)致電能質(zhì)量持續(xù)下降，因此造成的電能污染問題也就越來越嚴(yán)重。因此應(yīng)重視對電能質(zhì)量的優(yōu)化。實際優(yōu)化過程中需要對電能質(zhì)量的實際情況充分了解，并在此基礎(chǔ)上制定科學(xué)、有效的優(yōu)化方案。同時，應(yīng)完善電能質(zhì)量檢測網(wǎng)絡(luò)，在檢測過程中，使用的檢測方法有專項檢測與定期檢測等，采用各種方法，切實提高電能質(zhì)量，維持電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定，確保不會出現(xiàn)安全問題，基于此，減少了電能污染。

4 結(jié)語

全新的社會發(fā)展局勢下，不管是社會還是群眾在日常發(fā)展和運(yùn)營過程中都需要大量的電能源，這就讓人們將目光轉(zhuǎn)移到了供電質(zhì)量的好壞上。雖然電能源給人們造成了很大的便利，但同時也帶來了嚴(yán)重的電能污染問題，為了有效解決這一問題，需要在把握實際情況的基礎(chǔ)上，采取科學(xué)的技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)理論結(jié)合的方式，對事情做出全面分析和探究，從而制定有效的防范措施。在今后的發(fā)展中電力設(shè)計還會面臨各種未知的挑戰(zhàn)，產(chǎn)生的電能污染也不可知，這就要求專業(yè)工作人員保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，不斷進(jìn)取，做好迎接各種挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備。

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