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電網(wǎng)諧波污染
1.1 諧波概念
電力系統(tǒng)中的正弦電流由電網(wǎng)從發(fā)電廠、輸配電線路和變壓器傳送，作用于非線性元件時，就會產(chǎn)生不同于工頻的其它頻率的正弦電壓或電流，這些不同于工頻頻率的正弦電壓或電流，稱為電力諧波。電力系統(tǒng)中的非線性元件主要是換流和整流設(shè)備、變頻設(shè)備、中頻感應(yīng)爐、電弧爐、軋鋼機、電解槽和電解化工設(shè)備、大容量電弧焊機等負(fù)載。
1.2 諧波產(chǎn)生的原因
諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負(fù)載所致。當(dāng)電流流經(jīng)非線性負(fù)載時，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，就形成非正弦電流，從而產(chǎn)生諧波。其中諧波源大多是非線性元件，工作波形為非正弦波，有的用電設(shè)備是切割正弦波進(jìn)行工作的，如可控硅整流設(shè)備等；有的是將直流電源變換成方波工作，如變頻器等。這些設(shè)備與電力系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系時，都能使電力系統(tǒng)的基波產(chǎn)生畸變。而非線性阻抗設(shè)備常利用感抗渦流工作或利用容性電離做功，如中頻感應(yīng)爐、電弧爐等，這些用電設(shè)備在運行時可使電流產(chǎn)生大幅度的浪涌、尖脈沖，造成電力系統(tǒng)的基波產(chǎn)生畸變，形成電能污染。
以上這些非線性電氣設(shè)備的顯著特點是它們從電網(wǎng)中注入非正弦電流。它們具有其電流不隨電壓同步變化的非線性的“電壓—電流特性”，使得流過電網(wǎng)的電流是非正弦波形的。這種電流波形是由基波和基波頻率成整數(shù)倍的諧波組成，即產(chǎn)生了諧波，使電網(wǎng)電壓嚴(yán)重畸變，使這條線路的用戶受到影響。隨著這些設(shè)備使用的不斷增加，同時這些設(shè)備產(chǎn)生的諧波又具有較大的振幅，就形成了供電系統(tǒng)中的主要諧波源。
1.3 諧波的危害
對于電力系統(tǒng)來說，電力諧波的危害主要表現(xiàn)以下幾個方面：
1.3.1 增加輸、供和用電設(shè)備的額外附加損耗，使設(shè)備的溫度過熱，降低設(shè)備的利用率和經(jīng)濟(jì)效益。由于諧波電流的頻率為基波頻率的整數(shù)倍，高頻電流流過導(dǎo)體時，因集膚效應(yīng)的作用，使導(dǎo)體對諧波電流的有效電阻增加，從而增加了設(shè)備的功率損耗、電能損耗，使導(dǎo)體的發(fā)熱嚴(yán)重。
1.3.2 增加輸電線路的功耗。諧波電流使輸電線路的電能損耗增加。當(dāng)注入電網(wǎng)的諧波頻率位于在網(wǎng)絡(luò)諧振點附近的諧振區(qū)內(nèi)時，對輸電線路會造成絕緣擊穿。由于諧波次數(shù)高頻率上升，再加之電纜導(dǎo)體截面積越大集膚效應(yīng)越明顯，從而導(dǎo)致導(dǎo)體的交流電阻增大，使得電纜允許通過的電流減小。
1.3.3 對變壓器的危害。諧波會大大增加變壓器的銅損和鐵損，降低變壓器有效出力。特別是3次及倍數(shù)次諧波對三角形連接的變壓器，會在其繞組中形成環(huán)流，使繞組過熱；對全星形連接的變壓器，當(dāng)繞組中性點接地，而該側(cè)電網(wǎng)中分布較大或者裝有中性點接地的并聯(lián)電容器時，可形成3次諧波諧振，使變壓器附加損耗增加。
1.3.4 對電容器的危害。含有電力諧波的電壓加在電容器兩端時，由于電容器對諧波阻抗很小，諧波電流疊加在電容器的基波上，使電容器電流變大，溫度升高，壽命縮短，引起電容器過負(fù)荷甚至爆炸，同時諧波還可能與電容器一起在電網(wǎng)中造成諧波諧振，使故障加劇。
1.3.5 對用電設(shè)備的危害。電力諧波會使電視機、計算機的圖形畸變，并使機內(nèi)元件溫度出現(xiàn)過熱，使計算機及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤，嚴(yán)重甚至損害機器。和變壓器中的道理一樣，諧波畸變會加大電動機中的損耗。使電動機的力矩下降，造成電機的振動而降低電機壽命。
1.3.6 影響電網(wǎng)的質(zhì)量。電力系統(tǒng)中的諧波使電網(wǎng)的電壓與電流波形發(fā)生畸變，從而降低電網(wǎng)電壓，浪費電網(wǎng)的容量。
2 麗水市電網(wǎng)諧波源情況
2.1 麗水電網(wǎng)概況
至2007年底，麗水電網(wǎng)擁有220kV變電所6座，主變11臺，容量1650MVA；110kV變電所26座，主變40臺，容量1497MVA；35kV變電所72座，容量861 MVA 。2007年全市最高負(fù)荷77.82萬千瓦，全社會用電量41.26億千瓦時。全市供電人口253萬人，供電范圍1.732萬平方公里，用電戶數(shù)902586戶，下轄9個縣（市、區(qū)）電力（供電）局，分別為蓮都局、縉云局、青田局、遂昌局、松陽局、龍泉局、慶元局、景寧局、云和局。其中，蓮都局為省屬企業(yè)，其他為代管局。
2.2 麗水市用戶諧波源的演變過程
近年來，隨著我省產(chǎn)業(yè)梯階轉(zhuǎn)移的加快，許多金屬制造企業(yè)落戶我市，帶動了我市工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，但高耗能的中頻爐和電弧爐用電企業(yè)的增多，也造成了我市嚴(yán)重的諧波污染。我市用戶諧波源的演變大致可分為三個階段，第一階段是九十年代中期，接入電網(wǎng)的非線性負(fù)荷主要是部分高能耗中頻感應(yīng)爐（即中頻爐），它產(chǎn)生的諧波主要是5次和7次諧波；第二階段是對較長距離送電的10KV中頻爐用戶實施了改造變壓器二次繞組的方案，二次采用雙繞組，分別是星形和三角形，通過星、三角的疊加，主導(dǎo)諧波變?yōu)?1次和13次，在長線路上能更快地衰減，以達(dá)到削弱諧波的目的；第三階段是近期行業(yè)里采用了節(jié)能型的電弧爐，它的主導(dǎo)諧波為2次和3次。
2.3 麗水市電網(wǎng)諧波源的分布
2005年我們在全市范圍展開了諧波源普查工作，經(jīng)查，全市共有諧波用戶240戶，其中：蓮都區(qū)15戶，云和縣23戶，景寧縣15戶，遂昌縣13戶，松陽縣8戶，慶元縣1戶（已銷戶），縉云縣70戶，青田縣95戶。諧波用戶總?cè)萘?7.47萬千瓦，主要集中在冶煉行業(yè)，遍布分散的中小諧波源用戶（閥門鑄造業(yè)）較多，多數(shù)不采取任何治理措施直接接入電網(wǎng)，使得我市成為浙江省諧波污染嚴(yán)重的地區(qū)。目前我市電網(wǎng)諧波源的分布情況如下：
縉云縣：諧波源主要集中在壺鎮(zhèn)。該鎮(zhèn)共有7家35KV大型鑄扎鋼企業(yè)，裝接容量11.264萬kVA，諧波設(shè)備為中頻爐。到目前止已治理完成3家，浙江建達(dá)金屬特種鋼有限公司治理方案也已審查確定，諧波設(shè)備為電弧爐。其余3家山雁金屬制品、冠富實業(yè)、宇星實業(yè)有限公司的治理設(shè)備正在安裝中，諧波設(shè)備為12T/6000kW變頻感應(yīng)熔煉爐（即中頻爐），還有一定數(shù)量的鑄造閥門廠，諧波設(shè)備為中頻爐，規(guī)格多為0.4T、0.5T、0.75T，配變?nèi)萘吭?15—630kVA之間。另有7家諧波設(shè)備為直流電動機的用戶。
青田縣：諧波源主要在東源工業(yè)園區(qū)和高湖工業(yè)園區(qū)。該區(qū)塊共有90余家鑄造閥門廠，諧波設(shè)備為中頻爐，特點是小容量，規(guī)格多為0.4T，配變?nèi)萘吭?15—1000kVA之間。
遂昌縣：該縣的諧波源主要在云峰鎮(zhèn)。共有3家35KV大型煉鋼、鑄扎鋼企業(yè)，裝接容量5.825萬kVA，至目前止已治理1家，諧波設(shè)備為中頻爐。其余2家萬豐特鋼制品、正圓不銹鋼管業(yè)有限公司還未治理，諧波設(shè)備為10T、12T的中頻爐。其余為鑄鋼、鑄造廠，規(guī)格多為0.4T、0.5T、1.2T，配變?nèi)萘吭?15—1000kVA之間。
云和縣：該縣的諧波源主要在石塘鎮(zhèn)、縣金屬工業(yè)園區(qū)。有20余家鑄造閥門廠，諧波設(shè)備為中頻爐，特點是容量不大，規(guī)格多為0.4T、0.75T、1.5T，配變?nèi)萘吭?15—1630kVA之間。
景寧縣：該縣的諧波源主要在外舍王金垟和東坑鄉(xiāng)。有10余家鑄造閥門廠，諧波設(shè)備為中頻爐，設(shè)備容量不大，規(guī)格多為0.4T、0.5T、0.75T，配變?nèi)萘吭?15—1430kVA之間。
蓮都區(qū)：諧波源主要在麗水市水閣工業(yè)區(qū)、大港頭靈山工業(yè)區(qū)。有10家鑄造閥門廠，諧波設(shè)備為中頻爐，設(shè)備容量不大，規(guī)格多為0.4T，配變?nèi)萘吭?15—630kVA之間，另有4家諧波設(shè)備為電焊機的用戶。
總之影響麗水市電網(wǎng)電能質(zhì)量的諧波源主要是中頻爐，主導(dǎo)諧波主要是5、7、11、13次，主要產(chǎn)業(yè)為煉鋼、鑄造、不銹鋼行業(yè)。
3 麗水市電網(wǎng)諧波污染情況
為全面掌握麗水市電網(wǎng)諧波污染情況，及時采取治理措施，確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行，為用戶提供優(yōu)質(zhì)、合格的電能，市局從1998年開始對電網(wǎng)的諧波超標(biāo)情況進(jìn)行測試、分析，進(jìn)而實施治理。通過對全市110kV變電所、35kV變電所的諧波測試，并取測量時段內(nèi)各相實測量值的95%概率值中三相最大的值作為判斷諧波是否超過允許值的依據(jù)，與國標(biāo)允許值比較，確定諧波污染嚴(yán)重程度。
3.1 諧波污染的主要計算方法。1993年頻發(fā)的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549-1993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》中規(guī)定，諧波含量（電壓或電流）是指從周期性交流量中減去基波分量后所得的量。諧波含有率是指周期性交流量中含有的第h次諧波分量的方均根值與基波分量的方均根值之比（用百分?jǐn)?shù)表示），總諧波畸變率是指周期性交流量中的諧波含量的方均根值與基波分量的方均根值之比（用百分?jǐn)?shù)表示）。
諧波電壓含量UH：U =
諧波電流含量IH：I =
電壓總諧波畸變率THDU： = x100%
電流總諧波畸變率THDi： = x100%
110kV變電所、35kV變電所的10kV母線電壓各次諧波含有率、電壓總諧波畸變率不應(yīng)超過公用電網(wǎng)諧波電壓（相電壓）限值，公共連接點的全部用戶向該點注入的諧波電流分量（方均根值）不應(yīng)超過規(guī)定的允許值。
3.2 麗水市諧波污染情況
經(jīng)過對全市110kV變電所、35kV變電所的10kV母線進(jìn)行諧波測試，我市各縣諧波污染情況如下：
縉云縣：該縣的4個110kV變電所10kV母線電壓總諧波畸變率均超標(biāo)，其中壺鎮(zhèn)變、里隆變超標(biāo)尤為嚴(yán)重。壺鎮(zhèn)變電壓總畸變率為9.102%，超過國家標(biāo)準(zhǔn)127.55%，其中3次諧波電壓超過國標(biāo)165.68%；里隆變電壓總畸變率為6.822%，超過國家標(biāo)準(zhǔn)70.55%，諧波電壓主要有3、11、13次，其中11次諧波電壓超過國標(biāo)22.65%。
青田縣：該縣的110KV東源變電所、35KV高湖變電所10kV母線電壓總諧波畸變率超標(biāo)嚴(yán)重。其中高湖變電壓總畸變率為15.38%，超過國家標(biāo)準(zhǔn)284.43%，諧波電壓主要有3、5、7次，其中5次諧波電壓超過國標(biāo)299.16%，7次超過國標(biāo)146.09%；東源變電壓總畸變率為11.02%，超過國家標(biāo)準(zhǔn)175.50%，其中5次諧波電壓超過國標(biāo)188.60%，7次超過國標(biāo)57.90%。
遂昌縣：目前該縣的35KV云峰變電所10kV母線電壓總諧波畸變率超標(biāo)嚴(yán)重。電壓總畸變率為10.49%，超過國家標(biāo)準(zhǔn)162.28%。諧波電壓主要有5、7次，其中5次諧波電壓超過國標(biāo)130.47%。
云和縣：2個110KV變電所和35KV石塘變電所10kV母線電壓總諧波畸變率均超標(biāo)，其中35KV石塘變超標(biāo)尤為嚴(yán)重。電壓總畸變率為9.04%，超過國家標(biāo)準(zhǔn)126.03%。諧波電壓主要有5、7次，其中5次諧波電壓超過國標(biāo)127.38%，7次超過國標(biāo)32.25%。
景寧縣：110KV景寧變電所和2個35KV變電所10kV母線電壓總諧波畸變率均超標(biāo)，其中35KV東坑變超標(biāo)尤為嚴(yán)重。電壓總畸變率為22.08%，超過國家標(biāo)準(zhǔn)452.00%。諧波電壓主要是5次，諧波電壓超過國標(biāo)586.88%。
蓮都區(qū)：110KV龍石變電所和1個35KV變電所10kV母線電壓總諧波畸變率均超標(biāo)，其中35KV大港頭變超標(biāo)嚴(yán)重。電壓總畸變率為5.89%，超過國家標(biāo)準(zhǔn)47.25%。諧波電壓主要有3、5次，其中3次諧波電壓超過國標(biāo)23.75%，5次超過國標(biāo)11.88%。
通過以上測試分析，可以看出，麗水市縉云縣、青田縣、遂昌縣、云和縣、景寧縣、蓮都區(qū)等6個縣（市、區(qū)）電網(wǎng)諧波污染比較普遍，其中縉云、青田、遂昌3個縣污染嚴(yán)重，具體見麗水地區(qū)諧波污染情況示意圖（見附圖）。
3.3 麗水市電網(wǎng)諧波危害情況
2004年以來，麗水市發(fā)生了多起諧波引發(fā)的家用電器、電能表燒毀事故。2005年10月，麗水市元立集團(tuán)第二煉鋼廠因諧波超標(biāo)，損毀四臺5000kVA爐變，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，諧波污染已經(jīng)對麗水市電網(wǎng)運行和人民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。
諧波對麗水市電網(wǎng)產(chǎn)生的危害分為對電網(wǎng)、對用戶兩大類，主要表現(xiàn)如下幾個方面：
3.3.1 對電網(wǎng)的危害
3.3.1.1 諧波對并聯(lián)電容器的影響是最顯著的。一方面由于電容器阻抗和頻率成反比的特性，諧波的存在會造成電容器電流值的急劇增大，引起電容開關(guān)、熔絲等保護(hù)裝置經(jīng)常動作，根本無法正常運行。受浙江廣欣金屬制品有限公司的影響，縉云35KV東方變電所及鄰近的中低壓用戶在該廠工作時期，電容器均無法正常投切，不得不強行退出運行。壺鎮(zhèn)、雙溪供電區(qū)也由于受諧波影響嚴(yán)重，較多用戶及公變的無功補償設(shè)備經(jīng)常損壞或運行不正常。
另一方面，由于電容器獨特的容性阻抗特性，容易和電網(wǎng)中大部分都是感性阻抗的電氣設(shè)備配合而構(gòu)成諧振和諧波電流（諧波電壓）成倍地放大，導(dǎo)致電容器壽命的明顯縮短及系統(tǒng)、電容支路諧波在原有基礎(chǔ)上的放大。若構(gòu)成并聯(lián)諧振，嚴(yán)重的諧波過電壓及過電流將導(dǎo)致電氣設(shè)備的損壞，危及系統(tǒng)安全。在對縉云城關(guān)變、雙溪變的測試結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)電容器的投運分別將系統(tǒng)諧波放大了2倍和3倍。
3.3.1.2 諧波對電力變壓器的影響。變壓器本身既是諧波源，又是傳送其他諧波源所產(chǎn)生諧波的中間環(huán)節(jié)，諧波電流的渦流損耗會引起變壓器的附加損耗和附加發(fā)熱，諧波電壓引起的附加損耗（鐵心的諧頻磁滯損耗和渦流損耗），會影響絕緣的局部放電和介損增大，受到較大的諧波電流或電壓時會導(dǎo)致?lián)p壞（其中包括諧波過電壓使絕緣擊穿），諧波還會使變壓器噪聲增大�？N云35KV東方變電所在浙江廣欣金屬制品有限公司諧波未治理前，受其影響，變壓器噪聲明顯增大，且發(fā)出異常聲音。遂昌元立集團(tuán)的第二煉鋼廠（毛田）的諧波先后引起四臺爐變燒毀，同時間接影響到遂昌變220KV主變乙炔超標(biāo)，無法正常運行。
3.3.1.3 諧波對電力電纜的影響。由于電纜的分布電容可使諧波放大，因此諧波對電纜有較大的影響，會造成介損和溫升的增大，使電纜的絕緣水平下降及損壞率增高。2005年12月15日6：40分，南湖184線電纜發(fā)生爆炸，雖然原因還未查明，但諧波對110KV壺鎮(zhèn)變的嚴(yán)重影響，或多或少對該電纜的爆炸也有一定的關(guān)系。
3.3.1.4 諧波對繼電保護(hù)和自動裝置的影響。諧波的嚴(yán)重超標(biāo)容易引起繼電保護(hù)和自動裝置誤動和拒動，使微機保護(hù)動作頻繁。曾發(fā)生的35KV東方變35KV母分開關(guān) 、110KV縉云變縉東3104開關(guān)多次保護(hù)動作跳閘，都和浙江廣欣金屬制品有限公司的諧波影響導(dǎo)致保護(hù)誤動密不可分。同時受諧波影響，也曾發(fā)生繼電保護(hù)調(diào)試時，由于試驗電源諧波含量大，影響了調(diào)試精度或無法調(diào)試等現(xiàn)象。由此可見，諧波容易引發(fā)繼電保護(hù)誤整定事故。
3.3.1.5 諧波對網(wǎng)損的影響。諧波功率和諧波電能是有害無益的，諧波在電力系統(tǒng)和用戶電氣設(shè)備上都要造成附加損耗，諧波功率本身可以說完全是損耗，從而造成網(wǎng)損的增大。
3.3.2 對用戶的危害
3.3.2.1 諧波對電能質(zhì)量的影響。使電能質(zhì)量要求較高的企業(yè)不能正常生產(chǎn)，嚴(yán)重時導(dǎo)致設(shè)備損壞被迫停產(chǎn)。華孚紡織有限公司曾受諧波影響造成進(jìn)口設(shè)備無法投入生產(chǎn)，在35KV陶灘變進(jìn)行諧波治理后，該廠設(shè)備才能正常運行。
3.3.2.2 諧波對用戶電氣設(shè)備的影響。電機運行處于過熱狀態(tài) ，經(jīng)常燒毀電機，運行壽命短，修理成本極高；電容柜經(jīng)常燒毀，電容器鼓包；負(fù)荷開關(guān)不明原因跳閘，造成大量廢品；同時諧波還易影響到居民的生活，造成居民家用電器損壞，電表損壞等。云和縣和縉云縣壺鎮(zhèn)曾發(fā)生大片居民電表燒毀的情況。
3.3.2.3 諧波對產(chǎn)品電耗的影響。諧波引起產(chǎn)品單耗增加，用電成本增大，影響國家節(jié)能減排的政策。
3.3.2.4 諧波對設(shè)備容量的影響。諧波污染重的區(qū)域一般功率因數(shù)低下，用戶變壓器的帶負(fù)荷能力降低，主變在輕負(fù)荷時就發(fā)熱嚴(yán)重。如浙江東方工具制造有限公司在諧波治理前，原來12600kVA的主變只帶負(fù)荷11000kVA�！ �
4 麗水市諧波治理情況
麗水市自2000年開始實施諧波治理，主要采用二種方式，一是在變電所實行集中治理，二是在用戶側(cè)實行就地治理。
4.1 對電網(wǎng)諧波進(jìn)行集中治理
由于整個地區(qū)電網(wǎng)的諧波水平很高，要進(jìn)行治理時必需分析電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)阻抗特性和該地區(qū)諧波源的分布及特性。首先要治理處于電網(wǎng)末端的110KV變電所，防止諧波電流滲透至高一級電網(wǎng)；對 220KV變電所，合理選擇并聯(lián)電容器的串聯(lián)電抗器，以抑制3次和5次諧波放大為主；對110KV及以下變電所成片諧波源負(fù)荷區(qū)進(jìn)行集中治理，設(shè)濾波器。2000年開始用二年時間成功在全省率先實施了變電所諧波集中治理項目，在景寧變電所10千伏Ⅰ、Ⅱ段母線上分別安裝了5次、7次濾波器，投運后各項技術(shù)指標(biāo)大大好于國家標(biāo)準(zhǔn)，同時結(jié)合麗水電網(wǎng)實際研制和開發(fā)了基于“三十五域圖”的電壓、諧波、無功綜合控制器，對濾波器進(jìn)行合理投切。該綜合治理辦法在國內(nèi)屬首創(chuàng)，對變電所諧波集中治理有很好的參考價值和推廣意義，此后先后在白龍變、云和變、縉云變進(jìn)行了多諧波源的集中治理。到目前止，共有5個變電所實施了多諧波源集中治理方案，10個變電所內(nèi)的無功補償裝置應(yīng)用了大電抗，選用6%電抗率的有9個變電所的電容器成套裝置，選用12%電抗率的有1個變電所的電容器成套裝置。
建立諧波普測制度，2005年在縉云變、云和變、巖泉變安裝了電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，目前正在建設(shè)電能質(zhì)量在線監(jiān)測網(wǎng)，對電網(wǎng)中各段母線和用戶處電能質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，積累數(shù)據(jù)并對負(fù)荷規(guī)劃、設(shè)備選型等提供依據(jù)。
我市部分變電所實施多諧波源集中治理后，電網(wǎng)電能質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)，下面是集中治理前后的指標(biāo)對比：
麗水地區(qū)部分變電所10kV母線電壓諧波水平（未治理前）
變電所名稱 V3/％ V5/％ V7/％ V11/％ V13/％ 總畸變率/％ V3超標(biāo)/％ V5超標(biāo)/％ V7超標(biāo)/％ V11超標(biāo)/％ V13超標(biāo)/％ 總畸變率超標(biāo)/％
110kV景寧變 0.80 7.90 4.60 —— —— 9.17 —— 146.80 43.80 —— —— 129.30
110kV東源變 —— 9.24 5.05 —— —— 11.02 —— 188.60 57.90 —— —— 175.50
110kV里隆變 3.86 —— —— 3.93 3.36 6.82 20.60 22.70 4.90 22.70 4.90 70.60
110kV白龍變 —— —— —— 4.31 —— 5.19 —— 34.70 —— 34.70 —— 29.70
110kV縉云變 4.39 —— —— —— —— 4.69 37.41 —— —— —— —— 17.30
110kV云和變 4.17 —— —— —— —— 4.32 30.31 —— —— —— —— 8.10
110kV壺鎮(zhèn)變 8.50 —— —— —— —— 9.10 165.69 —— —— —— —— 127.55
110kV龍石變 3.69 3.43 —— —— —— 5.01 15.59 7.09 —— —— —— 25.18
110kV黃龍變 3.57 3.78 —— —— —— 5.09 11.78 18.09 —— —— —— 27.28
110kV溫溪變 4.20 1.90 2.40 —— —— 4.69 31.34 —— —— —— —— 17.18
110kV港頭變 11.59 —— —— —— —— 11.69 262.28 —— —— —— —— 192.18
110kV古市變 3.62 4.66 —— —— —— 5.82 13.16 45.66 —— —— —— 45.50
35kV大港頭變 3.96 3.58 —— —— —— 5.89 23.75 11.88 —— —— —— 47.25
35kV高湖變 0.54 12.77 7.88 —— —— 15.38 —— 299.16 146.09 —— —— 284.43
35kV禎埠變 —— 4.61 —— —— —— 4.71 —— 44.06 47.19 —— —— 17.75
35kV朱山變 —— 3.97 —— —— —— 4.01 —— 24.06 —— —— —— 0.25
35kV石塘變 —— 7.28 4.23 —— —— 9.04 —— 127.38 32.25 —— —— 126.03
35kV東坑變 —— 21.98 —— —— —— 22.08 —— 586.88 —— —— —— 452.00
35kV鸕鶿變 —— 4.91 —— —— —— 6.31 —— 53.44 —— —— —— 57.75
35kV云峰變 —— 7.38 3.93 —— —— 10.49 —— 130.47 22.91 —— —— 162.28
麗水地區(qū)部分變電所10kV母線電壓諧波水平（集中治理或采用大電抗后）
變電所名稱 V3/％ V5/％ V7/％ V11/％ V13/％ 總畸變率/％ V3超標(biāo)/％ V5超標(biāo)/％ V7超標(biāo)/％ V11超標(biāo)/％ V13超標(biāo)/％ 總畸變率超標(biāo)/％
110kV景寧變 0.30 1.20 0.60 0.90 —— 2.10 —— —— —— —— —— ——
110kV東源變 1.46 1.55 0.47 1.63 0.96 2.77 —— —— —— —— —— ——
110kV里隆變 —— 1.02 0.69 0.31 0.31 4.19 —— —— —— —— —— 4.75
110kV白龍變 0.30 0.62 0.21 0.71 —— 1.32 —— —— —— —— —— ——
110kV縉云變 —— 2.38 1.97 0.81 0.69 5.12 —— —— —— —— —— 28.00
110kV云和變 —— 1.73 0.74 1.34 1.46 4.23 —— —— —— —— —— 5.75
110kV古市變 —— 1.48 0.46 0.70 —— 3.82 —— —— —— —— —— ——
諧波集中治理是防止諧波電流注入電網(wǎng)的一種有效措施，但它具有一定的局限性：一是不能有效的降低線損，諧波對線損的影響仍然較大；二是對諧波源的治理效率不高，沒有從根本上解決諧波源問題，是麗水電網(wǎng)特殊結(jié)構(gòu)的一種應(yīng)急辦法。
4.2 對諧波源用戶進(jìn)行就地治理
4.2.1 政府主導(dǎo)，全面推進(jìn)。2004年浙江省電力公司曾以浙電營[2004]427號《關(guān)于做好電力用戶諧波源情況調(diào)查及治理工作的通知》要求全省開展此項工作，麗水電業(yè)局以麗電營[2005]61號《關(guān)于進(jìn)一步開展用戶諧波治理的通知》重申了治理要求。諧波治理作為涉及公共安全的重大問題，得到了當(dāng)?shù)卣母叨戎匾暫痛罅χС郑?005年分管市長作出批示，明確了經(jīng)貿(mào)委在諧波治理中的主導(dǎo)作用，要求經(jīng)貿(mào)部門和電力部門一起研究和制定諧波治理的對策，加強宣傳力度，統(tǒng)一用戶的思想認(rèn)識，利用政府的管理職能，全面推進(jìn)諧波治理工作。2006年8月與市經(jīng)貿(mào)委聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于麗水電網(wǎng)諧波治理工作的意見》及麗水市第一批諧波治理企業(yè)名單，2007年3月又聯(lián)合下發(fā)麗水市第二批諧波治理企業(yè)名單。自2005年開始，依照“政府主導(dǎo)、行業(yè)指導(dǎo)、用戶實施”的原則，以及“試點先行、先大后小、逐步推進(jìn)”的方案，制定了近幾年完成全市諧波治理的工作目標(biāo)和分階段工作計劃。我市按照計劃，到目前為止共完成28家治理工作，用戶裝接容量達(dá)13.97萬千瓦，占全部應(yīng)治理容量的37.27％，安裝濾波設(shè)備容量2.001萬千乏。有79家用戶承諾治理，19家正在制定和實施治理方案。
麗水市各縣諧波治理工作情況表
縣（市、區(qū)） 諧波企業(yè)戶數(shù) 已治理戶數(shù) 已承諾戶數(shù) 正 在制定方案
蓮都區(qū) 15 3 3 5
縉云縣 70 11 43 9
青田縣 95 1 11 5
云和縣 23 2 17 0
景寧縣 15 0 0 0
遂昌縣 13 2 5 0
松陽縣 8 8（檢測達(dá)標(biāo)） 0 0
慶元縣 1 1 0 0
龍泉市 0 0 0 0
合計 240 28 79 19
4.2.2 樹立典型，逐步推廣。2006年我局加強對用戶的宣傳力度，提高用戶對諧波危害性的認(rèn)識，各縣局和經(jīng)貿(mào)局紛紛組織召開諧波治理用戶座談會，講解諧波知識，說清諧波危害，介紹治理辦法，使社會各界充分認(rèn)識到諧波危害性、治理的迫切性，為全面開展諧波治理營造好的氛圍。7月份，青田縣青山特鋼有限公司諧波治理取得成功，該廠僅功率因數(shù)調(diào)整電費支出每月就節(jié)約30萬元，7個月左右可收回全部治理成本，經(jīng)濟(jì)和社會效益明顯。我們充分利用這一成功例子，加大典型宣傳力度，8月我市召開了有各縣經(jīng)貿(mào)局、主要諧波用戶、電力部門共80多人參加諧波治理現(xiàn)場會，大力宣傳青田青山特鋼等企業(yè)諧波治理取得的成功經(jīng)驗，趁熱打鐵，會上對《關(guān)于麗水電網(wǎng)諧波治理工作的意見》和“全市諧波治理計劃”進(jìn)行了認(rèn)真討論，推進(jìn)全市諧波治理步伐。針對我市產(chǎn)業(yè)性諧波用戶群的特點，我們通過成功抓好縣級行業(yè)龍頭企業(yè)的諧波治理，帶動了全市整個面上的諧波治理工作。如遂昌縣元立集團(tuán)第二煉鋼廠是當(dāng)?shù)亍芭e足輕重”的諧波源大戶，它的諧波治理工作能否順利完成，是遂昌縣諧波治理工作的關(guān)鍵，遂昌縣通過做細(xì)致的工作，做通了企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的思想，以該企業(yè)的諧波治理為突破口，取得成效，在當(dāng)?shù)仄鸬绞痉蹲饔茫瑸槿h諧波治理打開了局面。
4.2.3 建立機制，長效管理。一是市、縣電力部門建立諧波監(jiān)測管理制度，加強對諧波的監(jiān)測管理，強化常態(tài)諧波監(jiān)管。二是建立諧波設(shè)備準(zhǔn)入制度。電力部門在辦理業(yè)擴等業(yè)務(wù)過程中，按照國家有關(guān)規(guī)定嚴(yán)格審查把關(guān)，對有諧波源的用戶采取準(zhǔn)入制度，堅持“三同時”原則，治理設(shè)備與諧波源設(shè)備同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)。三是建立諧波治理激勵制度。四是建立諧波情況定期通報制度，對諧波企業(yè)的治理進(jìn)展情況向市、縣經(jīng)貿(mào)、電力部門通報，共發(fā)通報16期。五是加強指導(dǎo)，經(jīng)貿(mào)和電力部門分別負(fù)責(zé)對用電企業(yè)進(jìn)行諧波治理政策和技術(shù)上的指導(dǎo)，確保下一步全市諧波治理工作的順利推進(jìn)。六是按照用戶接入的管理要求，做好用戶諧波治理工程的初設(shè)審查，指導(dǎo)用戶制定和完善諧波治理方案。
5 用戶治理后的效果
自2004年開始，大用戶諧波治理工作拉開序幕，云和樂和金屬制品有限公司、縉云廣欣金屬制品有限公司、青田縣青山特鋼有限公司、縉云東方工具有限公司等多家企業(yè)先后進(jìn)行了諧波治理，效果明顯。
5.1 縉云東方工具有限公司于2006年8月1日治理設(shè)備正式投運以來，企業(yè)效益顯著。主要體現(xiàn)如下表幾個方面：
治理效果方面 治理前 治理后
1、力調(diào)電費獎勵 該公司平均每個月要罰力調(diào)電費14886元。 平均每月獎勵力調(diào)電費15478元，全年力調(diào)電費這一項的效益為364368元。
2、主變損耗降低 諧波引起主變損耗增大。 該公司有1臺6300kVA、2臺3150 kVA共3臺變壓器，治理后，一方面變壓器損耗降低了，3臺主變?nèi)旯?jié)約有功電能總合為124.25萬kWh，每年節(jié)約電費57.77萬元；另一方面按照國家《電能價格》規(guī)定，功率因素在0.9以下的,電費要增加1%,0.9以上時,月電價減少0.75%,一增一減,電費減少了1.75%，每年節(jié)約電費48.99萬元。兩方面全年總計可節(jié)約電費106.76萬元。
3、電氣設(shè)備運行狀況改善 電機損壞率很高，幾乎每天都有電機損壞，甚至一天燒毀數(shù)只電機；供電電纜發(fā)熱；負(fù)荷開關(guān)不明原因跳閘，造成大量廢品，一次跳閘損失可達(dá)數(shù)萬元；電容柜經(jīng)常燒毀、電容器鼓包； 電機、負(fù)荷開關(guān)、電容柜和電容器組運行正常；電纜運行不再發(fā)熱。治理后公司的所有電氣設(shè)備使用壽命增加，整個系統(tǒng)的安全性得到很大提高，產(chǎn)品質(zhì)量有了保證。
4、產(chǎn)品電耗降低 產(chǎn)品單耗為3920 kWh /噸。 治理后，因功率因數(shù)提高，電壓波形恢復(fù)正常，線路和設(shè)備的損耗也降抵，產(chǎn)品單耗降為3720 kWh /噸。每噸產(chǎn)品降低耗電量為200 kWh，設(shè)年產(chǎn)量為14000噸，一年將節(jié)電280萬kWh。
5、主變帶負(fù)載能力增強 輕負(fù)荷時主變就發(fā)熱較嚴(yán)重，額定容量為12600 kVA的主變只能帶11000 kVA的負(fù)荷。 治理后負(fù)荷能帶到額定容量，溫升也正常；相當(dāng)于不需交費就增加了一個1600 kVA的主變。若按每千瓦20元計算，每月計幣32000元，一年就是384000元。
5.2 云和縣東泰閥門有限公司于2007年9月26日治理設(shè)備正式投運以來，治理效果明顯，企業(yè)自身效益顯著。主要體現(xiàn)如下表幾個方面：
治理效果方面 治理前 治理后
1、力調(diào)電費情況 該公司2007年1-9月(治理前)平均月力調(diào)電費為2815.58元。 2007年10月-2008年3月（治理后）平均月力調(diào)電費為620.4元；月平均下降2195.18元。
2、功率因數(shù) 0.84 0.96
3、電氣設(shè)備運行狀況改善 企業(yè)用電設(shè)備故障率高，廠區(qū)內(nèi)的電視機等視頻設(shè)備在企業(yè)生產(chǎn)期間無法使用。 故障率大為減少，既減少了維修資金又贏得了生產(chǎn)時間，同時也改善了廠區(qū)職工的生活條件，廠區(qū)內(nèi)的電視機等視頻設(shè)備治理后一切恢復(fù)正常。
4、產(chǎn)品電耗降低 產(chǎn)品單耗為1300 kWh /噸。 治理后，因功率因數(shù)提高，電壓波形恢復(fù)正常，線路和設(shè)備的損耗也降抵，產(chǎn)品單耗降為1235kWh /噸。每噸產(chǎn)品降低耗電量為65 kWh，降幅5%，設(shè)年產(chǎn)量為1620噸，一年將節(jié)電10.53萬kWh。
6 存在的問題
6.1 機構(gòu)不健全。全市工作小組尚未成立，政府主導(dǎo)、電力部門推進(jìn)的局面沒有完全形成，電力部門推進(jìn)過程中阻力很大。
6.2 認(rèn)識不到位。社會和用戶對諧波治理認(rèn)識不到位，缺乏治理的責(zé)任感，絕大多數(shù)人認(rèn)為諧波治理是電力部門的職責(zé)。諧波治理作為涉及公共用電安全的重大問題，應(yīng)該得到當(dāng)?shù)卣母叨戎匾暫痛罅χС郑恢C波治理又是節(jié)能降耗工作的重要內(nèi)容之一，應(yīng)列入麗水市節(jié)能降耗推進(jìn)計劃之中。
6.3 企業(yè)不配合。一方面，諧波治理需要投入的資金很大，許多企業(yè)效益不佳，投入有困難。據(jù)統(tǒng)計，根據(jù)不同用電性質(zhì)，每千乏濾波容量的投資在300元左右，初期投資較大，企業(yè)一時難以接受。另一方面，目前麗水市未治理的企業(yè)主要集中在閥門鑄造業(yè)，企業(yè)比較分散，戶數(shù)多且容量小，企業(yè)普遍不景氣，業(yè)主資金籌集存在困難，治理積極性不高，工作難度大。閥門鑄造業(yè)諧波治理后功率因數(shù)調(diào)整電費與大企業(yè)相比，收益不夠明顯，主要是改善了電能質(zhì)量，而這些企業(yè)主對電能質(zhì)量的改善認(rèn)識不夠，不肯積極治理。2007年4月下旬以全市閥門鑄造協(xié)會的名義，要求暫緩諧波治理。
6.4 推進(jìn)不堅決。部分縣對諧波治理工作出現(xiàn)畏難情緒，出現(xiàn)等待觀望的現(xiàn)象，治理工作處于停滯狀態(tài)。
6.5 電網(wǎng)不完善。麗水電網(wǎng)地處山區(qū)，負(fù)荷密度較小，小水電資源豐富，電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱，各變電所之間的電氣距離較遠(yuǎn)，母線短路容量相對較小，諧波對電網(wǎng)的安全影響較大。
7 建議
黨的十七大系統(tǒng)闡述了科學(xué)發(fā)展觀的深刻內(nèi)涵和基本內(nèi)容，明確提出了國民經(jīng)濟(jì)又快又好發(fā)展的新要求，加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長由主要依靠增加物質(zhì)資源消耗向主要依靠科技進(jìn)步、勞動者素質(zhì)提高、管理創(chuàng)新轉(zhuǎn)變，把節(jié)能減排作為實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的重要抓手。國務(wù)院總理溫家寶在十一屆全國人大一次會議上作的政府工作報告中指出，2008年是完成“十一五”節(jié)能減排約束性目標(biāo)的關(guān)鍵一年，務(wù)必增強緊迫感，加大節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)力度，力求取得更大成效。電力諧波治理作為節(jié)能減排的一項內(nèi)容，形勢依然嚴(yán)峻，治理任重而道遠(yuǎn)。我們要不畏艱辛，克服困難，堅決打贏諧波治理的攻堅戰(zhàn)。針對麗水市諧波治理現(xiàn)狀和存在的問題，我們在充分吸收相關(guān)部門意見的基礎(chǔ)上，經(jīng)過初步分析，提出以下幾點意見供參考。
7.1 完善組織機構(gòu)，加強與政府部門的溝通。以麗水市節(jié)能降耗工作領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)全市的諧波治理工作，成立工作小組負(fù)責(zé)抓好治理工作的組織協(xié)調(diào)、監(jiān)督實施等具體工作。形成“政府主導(dǎo)、電力推動、用戶實施”的良好氛圍。
7.2 對新用戶實行準(zhǔn)入制度。
7.2.1 為保證電網(wǎng)的安全，避免用戶的諧波源對電網(wǎng)設(shè)備的嚴(yán)重危害，在通電前，對有如下種類設(shè)備的用戶必須作出諧波影響評估：換流和整流裝置，包括電氣化鐵路、電車整流裝置、動力蓄電池用的充電設(shè)備等；冶金部門的軋鋼機、感應(yīng)爐和電弧爐；電解槽和電解化工設(shè)備；大容量電弧焊機；變頻裝置；其他大容量沖擊設(shè)備的非線性負(fù)荷。電力部門客服中心的客戶經(jīng)理在接到用戶用電申請時，如發(fā)現(xiàn)以上諧波設(shè)備，應(yīng)立即告訴用戶需進(jìn)行諧波影響評估。
7.2.2 用戶應(yīng)委托有資質(zhì)的專業(yè)機構(gòu)出具非線性負(fù)荷設(shè)備接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量評估報告。
7.2.3 各級電力部門在辦理用戶新裝或用電變更等業(yè)務(wù)過程中，要堅持諧波治理工程與供電工程“三同時”（同時設(shè)計、同時施工、同時投運）原則，在供電方案審查和供用電合同簽訂中必須明確諧波治理的責(zé)任和要求。在供電方案中，明確用戶治理諧波的具體措施，在通電前對諧波影響要作出評估。
7.2.4 用電設(shè)備投運后1周內(nèi)，必須進(jìn)行諧波測試，如發(fā)現(xiàn)諧波含量超標(biāo)，立即組織治理。
7.2.5 在堅持“三同時”原則的前提下，為方便操作，可設(shè)立諧波治理擔(dān)保金專戶制度。供電企業(yè)和用戶雙方可以經(jīng)過協(xié)商，簽訂諧波治理協(xié)議，協(xié)議規(guī)定用戶向供電企業(yè)預(yù)交諧波治理擔(dān)保金，在工程竣工驗收前繳清，擔(dān)保金的數(shù)額應(yīng)與用戶的裝接容量相對應(yīng)（不得低于當(dāng)前治理設(shè)備價格太多），用戶工程自通電之日起如一年內(nèi)諧波檢測不超標(biāo)，則向用戶退還諧波治理擔(dān)保金。
7.2.6 基于目前電弧爐的電能質(zhì)量治理技術(shù)具有一定難度，治理費用較高，在有電弧爐類的用戶提出用電申請時，要及時告訴用戶，電弧爐治理技術(shù)的復(fù)雜性、以及麗水市電力部門對治理工作的原則。
7.3 對原有的諧波源用戶實行限期治理。
7.3.1 將諧波治理列入節(jié)能減排之中，爭取扶持資金，減輕用電企業(yè)負(fù)擔(dān)。加強宣傳，提高用戶對諧波危害性的認(rèn)識，按照“誰污染、誰治理”的原則，督促近200家用戶盡早完成治理任務(wù)。依靠政府，全力推進(jìn)麗水市治理工作。
7.3.2 結(jié)合今年是政府節(jié)能減排約束性目標(biāo)的關(guān)鍵一年，開展全市用戶諧波治理攻堅活動，將全市的治理工作取得決定性進(jìn)展。
7.3.3 建立諧波治理激勵制度。對列入重點治理計劃的諧波治理項目，經(jīng)貿(mào)部門可以將其列入技改項目，并爭取上級有關(guān)部門的支持。在用電緊張實行有序用電期間，優(yōu)先安排諧波達(dá)標(biāo)用戶的用電，限制諧波源用戶用電。對治理工作開展得好的縣（市、區(qū)）經(jīng)貿(mào)、電力部門及相關(guān)單位予以表彰和獎勵。
7.3.4 采取必要的行政手段。對拒不治理的諧波源用戶，在耐心說服、講清利弊的基礎(chǔ)上，按照有關(guān)規(guī)定采取停止供電措施。對不治理的用戶結(jié)合枯水期電網(wǎng)供電受限的情況，首先安排停電等措施。
7.4 采用諧波計量表計進(jìn)行試點運行。研究證明，常用的感應(yīng)式電度表由于對高次諧波有負(fù)的頻率誤差，用在含諧波量過大的電路里將不能正確計量電度。在畸變電壓作用下對線性用戶的計量時，當(dāng)諧波與基波潮流同方向時電度表要少計電量，當(dāng)諧波與基波潮流反方向時（相當(dāng)于諧波源情況）感應(yīng)式電度表不能按諧波和基波電能之代數(shù)和來計算，向電網(wǎng)反送的諧波功率部分地抵消了基波功率。顯然合理地解決諧波影響下的電度計量，不僅有經(jīng)濟(jì)意義，而且能促進(jìn)諧波污染的治理。
7.5 積極完善電網(wǎng)，加強負(fù)荷規(guī)劃和管理，減輕諧波對電網(wǎng)的影響。
電網(wǎng)的諧波治理是一項系統(tǒng)工程，需要政府、電力、用戶等部門和單位的協(xié)作、配合。麗水電網(wǎng)的諧波治理工作還任重道遠(yuǎn)，需要我們加強與政府部門的溝通，進(jìn)一步提高對諧波危害性、治理必要性、工作迫切性的認(rèn)識，加強組織領(lǐng)導(dǎo)、加大治理力度，把諧波治理工作擺到節(jié)能減排和安全生產(chǎn)的突出位置，將麗水市的諧波治理工作全面推進(jìn)。
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