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關(guān)鍵詞:現(xiàn)代工業(yè);環(huán)境污染;電能或電力
Abstract: “The modern electric power and power pollution "the subject is the modern industrial cause environmental pollution this reality lead an outstretched. Electric power or power is recognized as clean power. But it is well known, it also has the pollution.
Keywords: modern industry; Environmental pollution; Power or power
中圖分類號:TM727文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
《現(xiàn)代電力與電力污染》這個題目是現(xiàn)代工業(yè)引起環(huán)境污染這一現(xiàn)實(shí)引伸出來的。電能或電力是公認(rèn)的清潔動力。但眾所周知,它也存在著污染。在電能的形成過程中,如火力發(fā)電廠的煙氣、灰渣造成的常規(guī)環(huán)境污染、核電站可能造成的核輻射污染,大型水電站的建設(shè)可能出現(xiàn)的生態(tài)平衡問題等等。電能形成后,在傳遞、變換過程中電磁波輻射造成的環(huán)境污染等等。
電能已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會生活的重要部分。隨著電磁能利用范圍的擴(kuò)大與利用能量的日益提高,存在于地球上的電磁波不斷地增強(qiáng)而且頻帶極寬。這種電磁波與宇宙雜波相比較,對人類的社會生活和國民經(jīng)濟(jì)有著巨大的影響。它不僅直接影響到各個領(lǐng)域中電子設(shè)備的正常工作,使之信息失真,控制失控,更為嚴(yán)重的是,在大強(qiáng)度電磁輻射長期作用下,可使生物的生理、生態(tài)受到影響和危害,影響人的健康和活力。這也造成了環(huán)境污染,即所謂電磁煙霧。
電磁煙霧以及由電磁煙霧引起的電磁污染問題,早就引起了人們的重視、研究并運(yùn)用工程技術(shù)手段來解決電磁干擾與危害問題,力圖減少或消除污染。早在1903~1904年,瑞士在鐵路部門就測出交流系統(tǒng)對電話的明顯干擾。在第一次世界大戰(zhàn)前,美國電機(jī)工程師協(xié)會(mEE)就制定了“波形標(biāo)準(zhǔn)”,1919年就算出了“電話干擾系數(shù)”來度量電力系統(tǒng)對電話的干擾。1934年成立了“國際無線電干擾特別委員會”(CISPR)。這個委員會下設(shè)A、B、C、D、E及F六個分委員會,分別研究與此有關(guān)的六類對象與內(nèi)容,即檢測方法、檢測儀器;高頻設(shè)備檢測標(biāo)準(zhǔn);高壓線、發(fā)電站、變電站及其它電源;內(nèi)燃機(jī)車、專用電氣設(shè)備;電視機(jī)、收音機(jī);其它家用電器。
CISPR建立后,首先在測定方法、干擾標(biāo)準(zhǔn)與抑制技術(shù)上,進(jìn)行了長期的研究,重點(diǎn)探討了電子設(shè)備與電氣設(shè)備處于共存、互不干擾的條件,并取得了進(jìn)展。1958年一個名叫射頻干擾組(Group on Radio Frequency Interference,即C-RFI)的組織將電力與電子工程師協(xié)會(即IEEE)所命名的電磁兼容性組(Group on Electromagnetic Compatibility,即G--EMC)的機(jī)構(gòu)叫做無線電干擾。1964年又將G---EMC改為EMC。然而,幾經(jīng)推敲后,將“電磁廉容性”擴(kuò)展到更加廣泛的領(lǐng)域之中。同時將EMC作為電子裝置與電力設(shè)備互不干擾相互共存的專用語了。
隨著電磁污染問題的日益嚴(yán)重,研究的深入與發(fā)展,解決的工程技術(shù)手段的進(jìn)展、發(fā)展與完善,近二三十年新創(chuàng)立了一門邊緣學(xué)科“環(huán)境電磁工程學(xué)”或“環(huán)境電磁兼容學(xué)”,在電磁與電磁控制領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行廣泛而深入地研究與探討。
環(huán)境電磁學(xué)的研究內(nèi)容,根據(jù)IEEE的G--EMC學(xué)報(bào)的概括,為(1)研究電磁檢測方法和防止電磁干擾技術(shù),以及有關(guān)儀器、儀表及設(shè)備的使用技術(shù);(2)研究電子設(shè)備的靈敏度、衰減度以及兼容技術(shù);p)研究若干干擾源及其特性。又如懷特(White)所著
(一)研究由于電磁能的利用范圍不斷擴(kuò)大和不斷發(fā)展帶來的變化;
(二)研究電磁輻射在環(huán)境中的分布特點(diǎn)與規(guī)律,電磁與高溫、高濕、放射性等多項(xiàng)的作用;
(三)研究電磁場對人體的危害和對武器裝備、可燃性油、氣類等的潛在危險(xiǎn)性;
(四)研究電磁輻射所引起的工業(yè)干擾及其干擾特性;
(五)研究電磁場強(qiáng)度測定儀器、標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量理論以及檢測方法與操作技術(shù);
(六)研究電磁和諧條件,制訂工業(yè)干擾與輻射安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn);
(七)研究電磁輻射作用區(qū)域,探討電子敏感儀器、導(dǎo)彈等武器裝備以及燃性油的安全放置位置與距離;
(八)研究抑制技術(shù)與防護(hù)方案;
(九)研究與上述內(nèi)容相應(yīng)的理論。
從以上內(nèi)容可以看出,就電力系統(tǒng)而言,電磁污染,相應(yīng)的電磁環(huán)境學(xué)研究的是電力設(shè)備對周圍電子設(shè)備的影響與防護(hù)。
本文講的“電力污染”與相應(yīng)這一問題提出的“電力環(huán)境”這一概念是指電力系統(tǒng)內(nèi)部(包括電力用戶的用電器具)某些元件產(chǎn)生的污染對與系統(tǒng)相連接的電氣設(shè)備(通過地相連接的金屬管道及構(gòu)件)的影響與防護(hù),以及對周圍通信系統(tǒng)的干擾與影響。
現(xiàn)代電力的超高電壓,特大電流形成強(qiáng)大電磁場對環(huán)境的污染日趨嚴(yán)峻了。這是電磁環(huán)境工程學(xué)的任務(wù)。電力工業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了新的情況、出現(xiàn)了新的污染。
一、機(jī)電設(shè)備容量增大,應(yīng)用廣泛,節(jié)省材料變得十分有意義,如鐵芯正常工作點(diǎn)選得比較飽和,設(shè)備工作于十分接近非線性狀態(tài)。
【關(guān)鍵詞】土壤水分;測定
一、土壤水分測定的主要方法
(1)烘干法。烘干法又名重量法。烘干法測定的是土壤重量含水量,有恒溫箱烘干法、酒精燃燒法、紅外線烘干法等,恒溫箱烘干法一直被認(rèn)為是最經(jīng)典和最精確的標(biāo)準(zhǔn)方法。即取土樣放入烘箱,烘至恒重,此時土壤水分中的自由態(tài)水以水蒸氣形式全部散失掉。再稱重量,從而獲得土壤水分含量。烘干法的優(yōu)點(diǎn)是就樣品本身而言結(jié)果可靠,是土壤水分測定的基本方法,也是檢驗(yàn)其他測定方法優(yōu)劣性的常用方法。但它的缺點(diǎn)也是明顯的,取樣時會破壞土壤深層,且取樣困難,定點(diǎn)測量時不可避免由取樣換位而帶來誤差,在很多情況下難以進(jìn)行長期原位監(jiān)測,且受土壤空間變異性影響也比較大。另外傳統(tǒng)的測定含水量的恒溫箱烘干法費(fèi)時費(fèi)力(需8小時以上),還需要干燥箱及電源,不適合野外作業(yè)。采用酒精燃燒法,由于需要翻炒多次,極為不便,不適合用于細(xì)粒土壤和含有有機(jī)物的土壤,且容易掉落土粒或燃燒不均勻而帶來較大誤差。紅外線法測定精度雖高,但需要專門的儀器。(2)射線法-中子儀法。中子儀法是將中子源埋入待測土壤中,中子源不斷發(fā)射快中子,快中子進(jìn)入土壤介質(zhì)與各種原子離子相碰撞,快中子損失能量,從而使其慢化。中子法十分適用于監(jiān)測田間土壤水分動態(tài),套管永久安放后不破壞土壤,能長期定位連續(xù)測定,不受滯后作用影響,測深不限。中子儀還可與自動記錄系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)連接,因而成為田間原位測定土壤含水量較好的方法,并得到廣泛應(yīng)用。需要田間校準(zhǔn)是中子法的主要缺點(diǎn)之一。另外,儀器設(shè)備昂貴,一次性投入大。中子法對土壤采樣范圍為一球體,這使得在某些情況下測量結(jié)果會出現(xiàn)偏差。此外,中子儀還存在潛在的輻射危害。(3)介電特性法——時域反射儀法(TDR)。時域反射儀法(TDR)是一種確定介電特性的測定方法。與土壤中的固體顆粒和空氣相比,水的介電常數(shù)在土壤中處于支配地位,因此土壤水分含量越高,介電常數(shù)值就越大,沿波導(dǎo)棒的電磁波傳播時間就越長,通過測定土壤中高頻電磁脈沖沿波導(dǎo)棒的傳播時間后再計(jì)算出傳播速度,進(jìn)而就可以確定出土壤容積含水量。時域反射儀法(TDR)克服了中子儀的若干缺點(diǎn),它測定的精度較高,無放射性且適于長期定點(diǎn)觀測。但目前,其價(jià)格仍較高。(4)遙感法。遙感法是一種非接觸式、大面積、多時相的土壤水分監(jiān)測方法。土壤水分的遙感取決于土壤表面發(fā)射或反射的電磁能的測定,而土壤水分的電磁輻射強(qiáng)度的變化則取決于其電介特性或溫度,或者這兩者的組合。微波遙感雖具有全天時、全天候、多極化和一定的穿透特性等優(yōu)點(diǎn),但由于影響土壤水分變化的因素較多,因而遙感監(jiān)測土壤含水率仍是農(nóng)業(yè)遙感中的一個難題。最有效的途徑應(yīng)該是多種遙感方法并用,發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn),比如利用可見光和近紅外信息估算植被覆蓋,用主動微波估算粗糙度,據(jù)此由被動微波資料研究土壤水分的綜合遙感方法。
二、土壤水分研究現(xiàn)狀分析及研究展望
(1)土壤水分研究中存在的問題。農(nóng)學(xué)家、水力學(xué)家、生態(tài)學(xué)家、環(huán)境學(xué)家、氣象學(xué)家等在土壤水的研究中都進(jìn)行了有益的研究,但應(yīng)用性的各學(xué)科的聯(lián)合研究并不廣泛;目前對土壤水分運(yùn)動的機(jī)理性研究雖然取得了一定進(jìn)展,但由于土壤水問題比較復(fù)雜,對于機(jī)理性研究仍需不斷深入。就國內(nèi)而言,我國的土壤水研究工作起步較晚,但取得的成就卻是顯著的,在土壤水分測定的研究工作中,國內(nèi)科技工作者通過不懈的努力取得了許多進(jìn)步,但還是與國外先進(jìn)技術(shù)存在著一定的差距。(2)研究展望。隨著人口、資源與環(huán)境成為可持續(xù)發(fā)展的3大熱點(diǎn),與之密切相關(guān)的土壤水研究亦必在可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度下向縱深發(fā)展。土壤水分研究涉及土壤學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、植物生理學(xué)、水力學(xué)、環(huán)境學(xué)、生態(tài)學(xué)、地學(xué)等多學(xué)科的交叉聯(lián)合研究是未來土壤水分測定研究的發(fā)展趨勢;隨著全球環(huán)境問題的不斷日益嚴(yán)峻,土壤中的溶質(zhì)運(yùn)移、污染物的擴(kuò)散稀釋、優(yōu)先流等理論研究將受到關(guān)注。基于不同陸面過程的土壤水分動態(tài)變化研究將是一個主要研究方向;出于對宏觀與全局研究的需要,遙感技術(shù)將更廣泛地應(yīng)用于探討點(diǎn)、面和區(qū)域的土壤水特點(diǎn)、相應(yīng)的尺度效應(yīng)和尺度轉(zhuǎn)換等方面;土壤水分的測試儀器將更為精密,土壤水分的動態(tài)基理性研究將更加深入,以農(nóng)業(yè)節(jié)水和高效用水為中心的土壤水與作物關(guān)系研究將廣泛開展;土壤水分測定儀器將會向高精度、分布式、智能化方向發(fā)展。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]土壤水分測定方法編寫組.土壤水分測定方法[M].水利電力出版社,1986
關(guān)鍵詞:電力污染 電磁工程學(xué)
《現(xiàn)代電力與電力污染》這個題目是現(xiàn)代工業(yè)引起環(huán)境污染這一現(xiàn)實(shí)引伸出來的。電能或電力是公認(rèn)的清潔動力。但眾所周知,它也存在著污染。在電能的形成過程中,如火力發(fā)電廠的煙氣、灰渣造成的常規(guī)環(huán)境污染、核電站可能造成的核輻射污染,大型水電站的建設(shè)可能出現(xiàn)的生態(tài)平衡問題等等。電能形成后,在傳遞、變換過程中電磁波輻射造成的環(huán)境污染等等。
電能已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會生活的重要部分。隨著電磁能利用范圍的擴(kuò)大與利用能量的日益提高,存在于地球上的電磁波不斷地增強(qiáng)而且頻帶極寬。這種電磁波與宇宙雜波相比較,對人類的社會生活和國民經(jīng)濟(jì)有著巨大的影響。它不僅直接影響到各個領(lǐng)域中電子設(shè)備的正常工作,使之信息失真,控制失控,更為嚴(yán)重的是,在大強(qiáng)度電磁輻射長期作用下,可使生物的生理、生態(tài)受到影響和危害,影響人的健康和活力。這也造成了環(huán)境污染,即所謂電磁煙霧。
電磁煙霧以及由電磁煙霧引起的電磁污染問題,早就引起了人們的重視、研究并運(yùn)用工程技術(shù)手段來解決電磁干擾與危害問題,力圖減少或消除污染。早在1903~1904年,瑞士在鐵路部門就測出交流系統(tǒng)對電話的明顯干擾。在第一次世界大戰(zhàn)前,美國電機(jī)工程師協(xié)會(mEE)就制定了“波形標(biāo)準(zhǔn)”,1919年就算出了“電話干擾系數(shù)”來度量電力系統(tǒng)對電話的干擾。1934年成立了“國際無線電干擾特別委員會”(CISPR)。這個委員會下設(shè)A、B、C、D、E及F六個分委員會,分別研究與此有關(guān)的六類對象與內(nèi)容,即檢測方法、檢測儀器;高頻設(shè)備檢測標(biāo)準(zhǔn);高壓線、發(fā)電站、變電站及其它電源;內(nèi)燃機(jī)車、專用電氣設(shè)備;電視機(jī)、收音機(jī);其它家用電器。
CISPR建立后,首先在測定方法、干擾標(biāo)準(zhǔn)與抑制技術(shù)上,進(jìn)行了長期的研究,重點(diǎn)探討了電子設(shè)備與電氣設(shè)備處于共存、互不干擾的條件,并取得了進(jìn)展。
1958年一個名叫射頻干擾組(Group on Radio Frequency Interference,即C-RFI)的組織將電力與電子工程師協(xié)會(即IEEE)所命名的電磁兼容性組(Group on Electromagnetic Compatibility,即G--EMC)的機(jī)構(gòu)叫做無線電干擾。1964年又將G---EMC改為EMC。然而,幾經(jīng)推敲后,將“電磁廉容性”擴(kuò)展到更加廣泛的領(lǐng)域之中。同時將EMC作為電子裝置與電力設(shè)備互不干擾相互共存的專用語了。
隨著電磁污染問題的日益嚴(yán)重,研究的深入與發(fā)展,解決的工程技術(shù)手段的進(jìn)展、發(fā)展與完善,近二三十年新創(chuàng)立了一門邊緣學(xué)科“環(huán)境電磁工程學(xué)”或“環(huán)境電磁兼容學(xué)”,在電磁與電磁控制領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行廣泛而深入地研究與探討。
環(huán)境電磁學(xué)的研究內(nèi)容,根據(jù)IEEE的G--EMC學(xué)報(bào)的概括,為(1)研究電磁檢測方法和防止電磁干擾技術(shù),以及有關(guān)儀器、儀表及設(shè)備的使用技術(shù);(2)研究電子設(shè)備的靈敏度、衰減度以及兼容技術(shù);p)研究若干干擾源及其特性。又如懷特(White)所著
(一)研究由于電磁能的利用范圍不斷擴(kuò)大和不斷發(fā)展帶來的變化;
(二)研究電磁輻射在環(huán)境中的分布特點(diǎn)與規(guī)律,電磁與高溫、高濕、放射性等多項(xiàng)的作用;
(三)研究電磁場對人體的危害和對武器裝備、可燃性油、氣類等的潛在危險(xiǎn)性;
(四)研究電磁輻射所引起的工業(yè)干擾及其干擾特性;
(五)研究電磁場強(qiáng)度測定儀器、標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量理論以及檢測方法與操作技術(shù);
(六)研究電磁和諧條件,制訂工業(yè)干擾與輻射安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn);
(七)研究電磁輻射作用區(qū)域,探討電子敏感儀器、導(dǎo)彈等武器裝備以及燃性油的安全放置位置與距離;
(八)研究抑制技術(shù)與防護(hù)方案;
(九)研究與上述內(nèi)容相應(yīng)的理論。
從以上內(nèi)容可以看出,就電力系統(tǒng)而言,電磁污染,相應(yīng)的電磁環(huán)境學(xué)研究的是電力設(shè)備對周圍電子設(shè)備的影響與防護(hù)。
本文講的“電力污染”與相應(yīng)這一問題提出的“電力環(huán)境”這一概念是指電力系統(tǒng)內(nèi)部(包括電力用戶的用電器具)某些元件產(chǎn)生的污染對與系統(tǒng)相連接的電氣設(shè)備(通過地相連接的金屬管道及構(gòu)件)的影響與防護(hù),以及對周圍通信系統(tǒng)的干擾與影響。
現(xiàn)代電力的超高電壓,特大電流形成強(qiáng)大電磁場對環(huán)境的污染日趨嚴(yán)峻了。這是電磁環(huán)境工程學(xué)的任務(wù)。電力工業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了新的情況、出現(xiàn)了新的污染。
一、機(jī)電設(shè)備容量增大,應(yīng)用廣泛,節(jié)省材料變得十分有意義,如鐵芯正常工作點(diǎn)選得比較飽和,設(shè)備工作于十分接近非線性狀態(tài)。
二、電能的使用范圍擴(kuò)大,電力用戶中涌進(jìn)了大量的沖擊、非線性負(fù)載及不平衡負(fù)荷,如電弧爐、電焊、電氣化鐵道等。
三、電力電子技術(shù)的發(fā)展,電力用戶采用了大量時變控制的非線性元件,晶閘管自從1957年問世以來,由于它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),從上世紀(jì)六十年代開始逐漸取代了水銀整流器,到七十年代就只用采半導(dǎo)體整流器了。除此之外,在逆變、變頻和交流電壓調(diào)整方面得到了很大的發(fā)展,使電力變換技術(shù)與控制技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。目前在各工業(yè)、交通部門及家用電器都得到越來越廣泛的應(yīng)用。首先大功率整流裝置既提高了變流效率,又提高了電解產(chǎn)品的質(zhì)量,因而首先得到了發(fā)展。其次,在交流調(diào)速技術(shù)上廣泛使用,如在風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載中用晶閘管串級調(diào)速技術(shù),已是一項(xiàng)節(jié)電效果比較顯著的措施。晶閘管脈沖調(diào)速的機(jī)車、晶閘管調(diào)速的礦山提升設(shè)備,隔爆型充電設(shè)備等的半導(dǎo)體裝置,均因其安全、可靠、節(jié)能、便于控制等優(yōu)點(diǎn)正在礦業(yè)部門廣泛采用。晶閘管調(diào)壓器和調(diào)功器與常用電磁型的同類產(chǎn)品比較,它具有節(jié)能、維修量少、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn),故已廣泛應(yīng)用于民用工業(yè)、機(jī)楊調(diào)光、國防設(shè)施等。為了改善電爐冶煉的負(fù)載特性,提高電爐冶煉的效率與冶煉產(chǎn)品質(zhì)量,近年來發(fā)展了直流電弧爐,直流精煉爐也采用晶閘管換流裝置。此外在金屬軋制、輕紡、制糖、水泥等行業(yè)中的交直流拖動系統(tǒng)都廣泛采用晶閘管。據(jù)1981年日本電力協(xié)調(diào)研究會對九個電力公司的調(diào)查,電力半導(dǎo)體裝置所占負(fù)荷的比重已達(dá)總負(fù)荷的73%。我國國務(wù)院、國家科委已把推廣使用電力電子技術(shù)作為我國的技術(shù)政策之一,這意味著我國供電系統(tǒng)的負(fù)荷已日趨非線性化與時變化。
四、新的發(fā)電方式與貯能方式的推廣使用,輸電技術(shù)的進(jìn)步,控制方式的完善,非線性元件必將成為電力系統(tǒng)的主要組成元件。例如,為了克服機(jī)械整流的缺點(diǎn),提高同步發(fā)電機(jī)的控制性能,已廣泛使用靜止勵磁裝置,并正在研究交流勵磁的同步發(fā)電機(jī)異步化;為了改善電壓調(diào)整率,提高系統(tǒng)的靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定,降低過電壓,減小電壓閃變,對次同步振蕩進(jìn)行阻尼,減小電壓和電流的不平衡,推廣使用靜止補(bǔ)償器實(shí)施電力系統(tǒng)無功控制。
新型發(fā)電方式,如磁流體(Magnetohydrodynamic—MHD)發(fā)電,電氣體(Electro-Fltid Dynamic—EFD)發(fā)電,燃料電池和太陽能電池;新能源的開發(fā)利用,如利用海洋的海水溫差發(fā)電、大規(guī)模潮汐發(fā)電和海流發(fā)電;大型水電站的低水頭或低頻率(施工期提前)發(fā)電等都存在換流問題。新型貯能電池,電解裝置一氫一燃料電池(容量已達(dá)107千瓦小時),超導(dǎo)電能存貯系統(tǒng)(SMES),采用超導(dǎo)線圈將電能以電磁方式存貯,其換流裝置在貯能時作整流器用,在供電時作逆變器運(yùn)行。
高壓直流輸電因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)將會在電力系統(tǒng)中進(jìn)一步發(fā)展使用。它不僅可作遠(yuǎn)距離大功率輸電,它還可用于海底電纜送電;不同額定頻率或相同額定頻率非同步運(yùn)行的交流系統(tǒng)之間的連絡(luò);用地下電纜向用電密度高的城市供電,系統(tǒng)互聯(lián)或配電網(wǎng)增密時,作為限制短路電流的措施等等。
五、現(xiàn)代技術(shù)裝備,要求高質(zhì)量的電能,電能質(zhì)量,包括電壓、頻率與波形。電能的質(zhì)量不僅直接影響用電器具的使用效能,而且它影響到整個國民經(jīng)濟(jì)的整體效益以及我國產(chǎn)品在國際上的競爭能力。許多電氣設(shè)備(包括電子儀器)為適應(yīng)電能質(zhì)量的低下而增設(shè)的技術(shù)措施不僅降低了設(shè)備的使用效率,而且使成本大大提高。
大量非線性元件引人電力系統(tǒng),使系統(tǒng)電壓波形及電流波形發(fā)生畸變。波形畸變給產(chǎn)生畸變波形電流的裝置自身、與其相接的其它裝置以及電力系統(tǒng)運(yùn)行都帶來不良影響,這些不良影響或危害可以歸納為以下八個方面:
1、激發(fā)諧振,引起破壞性的過電流與過電壓;
2、產(chǎn)生附加功率損耗,降低效率;
3、引起發(fā)熱,加速絕緣老化,縮短設(shè)備使用壽命;
4、使測量儀表誤差增加,影響監(jiān)控效果與經(jīng)濟(jì)效益;
5、使自動裝置失靈,控制失控,使設(shè)備不能正常運(yùn)行;
6、使繼電保護(hù)不能正確動作一誤動或拒動;
7、大的有功和無功沖擊,造成電壓和頻率的大幅度波動,將會造成負(fù)載,甚至系統(tǒng)的不穩(wěn)定;
8、電壓閃變,惡化工作環(huán)境,有害人體健康與工作效率。
這些影響已經(jīng)嚴(yán)重影響電力用戶和供電網(wǎng)的正常工作,并已造成了嚴(yán)重的損失。電壓及電流波形畸變最早是由整流器引起的,這種整流器引起的畸變通常都是工頻周期的周期性畸變。這類畸變波用傅里葉級數(shù)分析最為方便。傅里葉級數(shù)把周期畸變波分解為與畸變波頻率相同的及無窮多與該頻率成整數(shù)倍的正弦分量。這些正弦分量就是我們常稱的“諧波”。把畸變波引起的危害稱為“諧波污染”。這類諧波是電力的電壓和電流的諧波。我們把它稱為“電力諧波”,習(xí)慣上也把諧波污染稱作“電力污染”。
從近年來國內(nèi)外的文獻(xiàn)看來,電力污染的概念已經(jīng)大大擴(kuò)展了,如急劇變化的負(fù)載形成的有功和無功沖擊帶來的電壓急劇變化,有功、無功平衡,電壓閃變;不平衡負(fù)載引起的負(fù)序,零序電壓和電流……都被列入電力污染的范疇。
近十幾年間電力諧波的研究,更準(zhǔn)確一點(diǎn)說電力污染的研究,已經(jīng)超過了電力系統(tǒng)(習(xí)慣上)的范疇,滲透到了電工理論、電網(wǎng)理論、電力電子學(xué)、電氣技術(shù)、數(shù)字信號處理、計(jì)算技術(shù)、系統(tǒng)仿真、控制理論與控制技術(shù)等其它學(xué)術(shù)領(lǐng)域。并已形成自己特有的理論體系、分析研究方法、控制與治理技術(shù)、監(jiān)測方法與技術(shù)、限制標(biāo)準(zhǔn)與管理制度。通過這些研究與實(shí)踐,一門新的邊緣分支學(xué)科正在形成。這門新學(xué)科與研究電力污染產(chǎn)生的物理機(jī)理和分析方法;電力污染的測量技術(shù)、信息處理與監(jiān)控系統(tǒng);危害的機(jī)理、范圍及可容度;控制、消除或抑制的措施等以及由此而引起的理論與技術(shù)問題。這門新學(xué)科的雛形已經(jīng)可以從近年出版的一些論著中看到。
近一段時期以來,對于電力污染的研究,著重在以下幾個方面:
1、新污染源模型的建立以及提高模型的精確度,重點(diǎn)在非理想狀態(tài)下的模型與隨機(jī)性模型。
2、提高供電系統(tǒng)模型的精度。電力污染與其它污染相比有個突出的特點(diǎn),與供電網(wǎng)關(guān)系十分密切。畸變波及暫態(tài)波在電網(wǎng)上傳播取決于電網(wǎng)參數(shù),它可使畸變受到抑制,也可使畸變放大。模型考慮了不同頻率電流下的電阻、電感,計(jì)及駐波效應(yīng)的長線模型,計(jì)及布置不對稱的三相網(wǎng)絡(luò)模型等。
3、把在網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ)上建立起來的網(wǎng)絡(luò)分析法有效地利用于諧波分析,把頻域分析與時域分析結(jié)合起來,從傅里葉分析發(fā)展到小波分析,把確定性分析與隨機(jī)分析結(jié)合起來。在設(shè)計(jì)與計(jì)算上更有效地采用最優(yōu)化方法。
4、在測量方法與測量技術(shù)上有了較大的發(fā)展,已開發(fā)了新型測量儀器、監(jiān)測系統(tǒng)、并向多功能、智能化方向發(fā)展。
5、在研究污染影響及設(shè)備可容度的基礎(chǔ)上,制訂并完善了一批限制標(biāo)準(zhǔn)與管理法規(guī),并正在組織貫徹執(zhí)行。如我國在《電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定》的基礎(chǔ)上,先后制訂了《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》及《電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)電壓允許波動和閃變》等國家標(biāo)準(zhǔn)。
6、在污染治理上,提高電能質(zhì)量,繼續(xù)改善原有治理方法與手段的同時,開發(fā)新的裝置并提出了一些新的思路。如基于閉環(huán)控制的自動調(diào)諧濾波器,并聯(lián)濾波器與串聯(lián)濾波器配合使用,無源濾波器與有源濾波器結(jié)合組成的混合補(bǔ)償裝置可以起到取長補(bǔ)短的效果,把波形補(bǔ)償與相位補(bǔ)償結(jié)合起來;將常規(guī)靜止無功補(bǔ)償(SVC)、濾波器與動態(tài)功率補(bǔ)償濾波器(DPF)結(jié)合起來可獲得非線性、非周期復(fù)雜畸變的最優(yōu)控制,使功率因數(shù)為1,諧振最小,電壓穩(wěn)定,負(fù)載最優(yōu)。這樣就將污染治理與電網(wǎng)運(yùn)行控制結(jié)合在一起了。
7、有關(guān)電力污染及電能質(zhì)量的新理論,概念、定義有了新發(fā)展,對一些問題和術(shù)語進(jìn)行了討論。
基本結(jié)論:電力污染隨著現(xiàn)代電力的發(fā)展不斷出現(xiàn)并日趨嚴(yán)重。電力污染與系統(tǒng)關(guān)系密切,實(shí)質(zhì)上是電能質(zhì)量問題,涉及面廣,具有獨(dú)特的復(fù)雜性,難于認(rèn)識并難于治理。電力污染也隨著技術(shù)的發(fā)展可以得到有效的控制,并最終將與電網(wǎng)運(yùn)行控制結(jié)合起來。電力污染的理論發(fā)展與實(shí)踐,逐步形成自己的理論體系與工程實(shí)踐,并因此而形成一門新的邊緣分支學(xué)科一電力環(huán)境工程學(xué)。
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