有關變壓器電源污染的研究

標簽：電源污染

進入21世紀以來，我國各方面的發展步伐加快，尤其是工業技術的不斷提升，與發達國家技術的合作以及自主開發研究有了長足的進步。國內一些科技含量較高的公司、外商獨資公司紛紛采用新的電器控制方式，使得我國從上世紀五、六十年代開始逐漸張大的供電系統，逐步露出了不足之處。

縱觀我國的供電方式，雖然隨著技術的發展，有了一些進步，但是忽略了電源污染問題。在比較發達的工業國家，如日本、美國，他們大量采用新的技術，較早地重視了這個問題，一些公司也看中了潛在的商機，紛紛到我國設立辦事機構。如著名的美國英福特公司，在我國的絕大多數省建立了網點，業績得到了發展。

目前，我國除了自己開發和仿造的新設備外，還大量引進了發達國家的新設備，像德國的西門子公司、日本的歐姆龍公司等。這些設備的共同特點是講究節約能源，提高效率。所以普遍采用高周波的變頻技術、采用pID觸發的線性負載驅動，這些設備的運用，嚴重地干擾電網，給變電設備造成了嚴重的威脅。

針對以上存在的問題，結合我公司的詳盡情況，本文試圖從一個側面論述我公司從發生、發現、直至處理的過程，希望給有關單位供應一些借鑒并作為參考。

我公司從上世紀九十年代以中日合資的方式建立。所用的加工設備緊要從日本進口，其中有用歐姆龍公司電器的熱解決線，有京東高周波制作會所的感應爐，還有大量的變頻設備以驅動和調節各類負載。所有這些都在工作中出現大量的諧波，其中感應爐的工作頻率達到500KHZ。經過八年的發展，我公司的設備不斷新增，加工量力及總產值逐年提升。搬入科技園區往日，公司用315KVA的變壓器，能基本應付加工。但場地和能源已不能適應加工發展的要，于2002年搬到科技園區。開始運作的時候發現新安裝的800KVA變壓器存在著噪聲大和發熱嚴重的狀況。當時我們請了變壓器加工廠的工程技術人員來察看，研究處理的方法。在公司領導的支持下，使用戶的要求，加工廠同意換一臺變壓器，以排除變壓器的質量問題。由于沒有從根本上找出存在的結癥，換了變壓器以后還是存在同樣的問題。本人經過細致的研究和分解，認為是我公司特定的負載有存在反饋和干擾的可能，公司的汪總經理十分支持，同意請市電業局的有關職能部門來探測。經過二個單位的探測，證明我公司的電源實在存在著嚴重的污染。國家標準的諧波含量應當在1-5%之間，而我們實測是最大值20%(現有二份測試報告)。

由于當時正值夏季高溫，我公司又即將新增新的一套大功率的加熱爐。為應付加工，我們用一臺大功率的風機吹著散熱，工作容量不到變壓器的二分之一，變壓器的油溫已達到83℃。為了從根本上處理諧波問題，本人查閱了大量資料，結合自己幾十年來的工作相關經驗。從各方面知道有關情況：從變壓器廠家知道到，目前新增的外商公司，他們對變壓器有特殊的要求;我公司的包頭強磁公司，曾經因為電源的污染問題，將配電房的補償電容炸壞，險些造成人身事故;國外有專門治理電源污染的機構。

針對已經查出來的問題，我們邀請有關單位給予整治。各方提出的辦法較多，有提議增大油箱容積的;有采用新增電抗器、電容器以抵消諧波的;有在每個負載上安裝濾波器的。總的價格需十幾萬元(我們包頭公司的一套設備請北京的一家科研機構安裝，費用要十二萬，而且還是手動切換的)，總部的有關部門認為，只要能夠處理問題，化一些錢是可以的。但是，寧波的這幾家單位也沒有百分之百的把握。我們當時的要求是，在額定負載下，油箱的溫度不要太高，保證變壓器的工作安全。從實際看來，要處理以上問題的前提是消除負載中的諧波含量。

本人分解認為，公司設備的諧波是客觀存在的。采用堵的辦法達不到目的，還是采用疏的方法。分解目前使用的變壓器內部結構，三相的接法呈關閉型，負載的諧波(特別是偶次波)始終在內部循環，放射的電磁波碰到變壓器的外部屏蔽層又反射過來，由此引起噪聲，引起發熱。找到了原由以后，本人親自走訪了天元變壓器廠，與王總工程師進行技術交流(王總是我國電機工程學會、我國電工學會高級會員，《變壓器》雜志名譽編委)。我們達成了一致的看法，接受了我的提議，換一臺另外結構的變壓器。新的變壓器內部結構采用關閉和開環相結合的繞制辦法。從理論上分解，可以相互抵消大部分奇次諧波。該變壓器自八月二十五日投入運行以來，負荷也達到90%以上，一直工作正常，整體惟有輕微的溫度(〈50℃〉。

這次電源范疇的難題的處理，始終得到了我公司總經理的大力支持，得到了總部有關部門的支持。它的緊要意義在于少化錢，甚至不化錢辦成了大事(那臺換下來的變壓器還可以用)。不但為公司節約了一大筆資金;而且通過踐行，掌握了客觀事物的本質，為我市、乃至我國新的科技范疇出現的問題提出了一個新的處理辦法。

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