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劇場劇院電能質(zhì)量解決方案
日期：2024-12-27 13:42
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摘要：
劇場劇院電能質(zhì)量特點：
現(xiàn)階段隨著人們物質(zhì)生活的不斷提高，對精神素質(zhì)生活的要求也不斷提高，各地文化中心不斷增加，而作為文化中心的核心項目劇場劇院也在普遍引入現(xiàn)代化的演藝輔助調(diào)控系統(tǒng)。劇場劇院應(yīng)用的主要電氣設(shè)備中，含有大量的舞臺燈光調(diào)光設(shè)備及變頻舞臺機械設(shè)備等，這些負荷由于其整流逆變等工作特性，產(chǎn)生了大量的諧波污染，諧波污染會引起配電系統(tǒng)電壓、電流波形畸變，使得配電系統(tǒng)電能質(zhì)量下降。系統(tǒng)電能質(zhì)量的低劣可能會影響到劇場其他精密設(shè)備的運行；干擾音響設(shè)備；導(dǎo)致控制系統(tǒng)失靈、紊亂；無故斷電；加大電氣火災(zāi)隱患度；影響通訊及轉(zhuǎn)播信號等等，嚴重影響劇院舞臺的正常工作、演出，存在巨大的**隱患。
劇場劇院諧波污染的特點及現(xiàn)狀：
劇場主要的諧波源設(shè)備為可控硅調(diào)光設(shè)備，其產(chǎn)生的諧波以3次諧波為主；另外，舞臺變頻機械設(shè)備也是系統(tǒng)主要的諧波源，其產(chǎn)生的諧波以5、7次諧波為主；
諧波對劇場劇院配電系統(tǒng)的危害：
劇場配電系統(tǒng)諧波污染將增加輸電、供電和用電設(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)濟效益，并給劇場增加額外的電能損耗，嚴重時可能造成電氣火災(zāi)，具有極大的**隱患。
1 .電力諧波對電力電容器的影響：
電網(wǎng)諧波使電容器損耗功率增加，加速電力電容器老化，從而縮短電容器的使用壽命。在諧波嚴重的情況下，還會使電容器鼓肚、擊穿或爆炸。
2 .電力諧波對變壓器的影響：
諧波電流使變壓器的銅耗增加，同時諧波電流的增加會使變壓器局部嚴重過熱，輕則縮短變壓器的使用壽命，重則導(dǎo)致變壓器燒毀。
3.對電力電纜的危害
由于諧波次數(shù)高頻率上升，再加之電纜導(dǎo)體截面積越大趨膚效應(yīng)越明顯，從而導(dǎo)致導(dǎo)體的交流電阻增大，使得電纜的答應(yīng)通過電流減小，集膚效應(yīng)增加，嚴重時可能引發(fā)電氣火災(zāi)。
4.對供配電線路的危害：
?、?影響線路的穩(wěn)定運行：繼電保護易產(chǎn)生誤動或拒動，從而嚴重威脅供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定與**運行。
?、?影響電網(wǎng)的質(zhì)量:劇場調(diào)光及照明設(shè)備等負載，會產(chǎn)生大量的奇次諧波，其中3次諧波的含量較多，三相配電線路中，相線上的3的整數(shù)倍諧波在中性線上會疊加，使中性線的電流值等同甚至超過相線上的電流，從而造成中性線發(fā)熱量過大，嚴重時可能引發(fā)電氣火災(zāi)；另外，相同頻率的諧波電壓與諧波電流要產(chǎn)生同次諧波的有功功率與無功功率，從而降低電網(wǎng)電壓，浪費電網(wǎng)的容量。
5.對用電設(shè)備的危害：
?、?系統(tǒng)低壓開關(guān)設(shè)備及漏電斷路器可能因諧波產(chǎn)生誤動作，無故停電，影響演出的正常進行。
② 電力系統(tǒng)中的諧波通過電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)與傳導(dǎo)方式耦合到弱電系統(tǒng)中，產(chǎn)生干擾，影響劇場消防、監(jiān)控、音響、轉(zhuǎn)播、控制等弱電控制系統(tǒng)的正常工作，存在極大的**隱患。
?、?諧波污染還會增加劇場照明設(shè)備的故障率，增加運營成本。
?、?劇場配電系統(tǒng)諧波還可能會使劇場舞臺機械設(shè)備控制失靈、故障率增加，造成演出損失。
諧波治理的必要性及效益:
經(jīng)過諧波保護裝置對系統(tǒng)諧波污染的治理，可以大大降低系統(tǒng)中諧波含量，降低系統(tǒng)故障率，消除系統(tǒng)**隱患，提高系統(tǒng)容量利用率，減少日常維護量，節(jié)約電能。
1、保持配電系統(tǒng)的供電可靠性和連續(xù)性,保障劇院活動及演出**；
2、降低因諧波導(dǎo)致的設(shè)備升溫、老化，降容和損壞，提高設(shè)備的使用效率，釋放系統(tǒng)容量，減少電氣設(shè)備投資；
3、消滅系統(tǒng)的一個**隱患點，使**防護升級；
4、提高電能使用的功率因數(shù)；
5、提升電能質(zhì)量，節(jié)能減排，保護環(huán)境；
6、減少由于電能質(zhì)量問題帶來的演出故障及影響，提升服務(wù)質(zhì)量。
KYXBQ諧波保護裝置解決方案（舉例）：
1、項目描述：
某文化中心核心劇院配置的舞臺燈光系統(tǒng)主要由可控硅調(diào)光系統(tǒng)等非線性負載組成，這些非線性負載在工作過程中產(chǎn)生了大量的諧波污染，這種諧波“污染”會對配電網(wǎng)絡(luò)和用戶產(chǎn)生嚴重的危害，構(gòu)成了中心供配電系統(tǒng)運行的**隱患；嚴重影響演播工藝質(zhì)量，演播系統(tǒng)、音響系統(tǒng)可能遭受無故斷電、受到電力干擾及交流噪音干擾等，嚴重影響演出及轉(zhuǎn)播質(zhì)量等；同時，大量無功諧波電流注入系統(tǒng)，占用了系統(tǒng)容量，增加了系統(tǒng)運行負擔(dān)，在對系統(tǒng)造成危害的同時造成了電能的無謂浪費，嚴重降低了電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量，必需加以治理。
2、現(xiàn)場信息：
治理對象：可控硅調(diào)光系統(tǒng)（調(diào)光控制機房）
系統(tǒng)單線圖：
系統(tǒng)電壓為400V；
電壓畸變率MAX,THDu=2.5%；
電流畸變率MAX,THDi=17.6%；
中性線電流MAX，In=234A
目標：諧波電流滿足：電流畸變率<=5%； 中性線電流降低至少2/3；
3、實際測試數(shù)據(jù)：
4、技術(shù)方案（部分補償） ：
備注：調(diào)光控制機房部分治理，有效抑制調(diào)光系統(tǒng)的諧波污染。由于系統(tǒng)采用一用一備輪換倒閘的雙路供電，因此同樣配置KYXBQ諧波保護裝置為1:1互備安裝方式。
5、治理效果：
6、總結(jié)：
該系統(tǒng)中由于可控硅調(diào)光非線性負載的使用，產(chǎn)生大量的諧波電流，特別是由3次諧波引起的中性線電流過高，不僅嚴重影響了系統(tǒng)穩(wěn)定性，給系統(tǒng)運行帶來了巨大的**隱患。當KYXBQ諧波保護裝置投入運行后后，有效的抑制了系統(tǒng)的諧波污染，電壓電流波形畸變都明顯得到改善，由原來的畸變波形變?yōu)橼呌谡也ǖ臉藴什ㄐ?，頻譜諧波含量均大幅下降，含量已基本消除至極小。中性線電流由原來的234A降低為41A，極好的提升了系統(tǒng)電能質(zhì)量，改善了系統(tǒng)工作電源的質(zhì)量，為配電網(wǎng)絡(luò)中的各個負載提供理想的電源支持，能顯著提高用電設(shè)備工作可靠性，提高用電設(shè)備工作效率，釋放系統(tǒng)容量冗余，消除系統(tǒng)**隱患，讓系統(tǒng)在配電**方面邁上一個新的階梯。 該類應(yīng)用同樣適用于含有大量照明系統(tǒng)的體育場館照明配電系統(tǒng)諧波治理。
現(xiàn)階段隨著人們物質(zhì)生活的不斷提高，對精神素質(zhì)生活的要求也不斷提高，各地文化中心不斷增加，而作為文化中心的核心項目劇場劇院也在普遍引入現(xiàn)代化的演藝輔助調(diào)控系統(tǒng)。劇場劇院應(yīng)用的主要電氣設(shè)備中，含有大量的舞臺燈光調(diào)光設(shè)備及變頻舞臺機械設(shè)備等，這些負荷由于其整流逆變等工作特性，產(chǎn)生了大量的諧波污染，諧波污染會引起配電系統(tǒng)電壓、電流波形畸變，使得配電系統(tǒng)電能質(zhì)量下降。系統(tǒng)電能質(zhì)量的低劣可能會影響到劇場其他精密設(shè)備的運行；干擾音響設(shè)備；導(dǎo)致控制系統(tǒng)失靈、紊亂；無故斷電；加大電氣火災(zāi)隱患度；影響通訊及轉(zhuǎn)播信號等等，嚴重影響劇院舞臺的正常工作、演出，存在巨大的**隱患。
劇場劇院諧波污染的特點及現(xiàn)狀：
劇場主要的諧波源設(shè)備為可控硅調(diào)光設(shè)備，其產(chǎn)生的諧波以3次諧波為主；另外，舞臺變頻機械設(shè)備也是系統(tǒng)主要的諧波源，其產(chǎn)生的諧波以5、7次諧波為主；
諧波對劇場劇院配電系統(tǒng)的危害：
劇場配電系統(tǒng)諧波污染將增加輸電、供電和用電設(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)濟效益，并給劇場增加額外的電能損耗，嚴重時可能造成電氣火災(zāi)，具有極大的**隱患。
1 .電力諧波對電力電容器的影響：
電網(wǎng)諧波使電容器損耗功率增加，加速電力電容器老化，從而縮短電容器的使用壽命。在諧波嚴重的情況下，還會使電容器鼓肚、擊穿或爆炸。
2 .電力諧波對變壓器的影響：
諧波電流使變壓器的銅耗增加，同時諧波電流的增加會使變壓器局部嚴重過熱，輕則縮短變壓器的使用壽命，重則導(dǎo)致變壓器燒毀。
3.對電力電纜的危害
由于諧波次數(shù)高頻率上升，再加之電纜導(dǎo)體截面積越大趨膚效應(yīng)越明顯，從而導(dǎo)致導(dǎo)體的交流電阻增大，使得電纜的答應(yīng)通過電流減小，集膚效應(yīng)增加，嚴重時可能引發(fā)電氣火災(zāi)。
4.對供配電線路的危害：
?、?影響線路的穩(wěn)定運行：繼電保護易產(chǎn)生誤動或拒動，從而嚴重威脅供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定與**運行。
?、?影響電網(wǎng)的質(zhì)量:劇場調(diào)光及照明設(shè)備等負載，會產(chǎn)生大量的奇次諧波，其中3次諧波的含量較多，三相配電線路中，相線上的3的整數(shù)倍諧波在中性線上會疊加，使中性線的電流值等同甚至超過相線上的電流，從而造成中性線發(fā)熱量過大，嚴重時可能引發(fā)電氣火災(zāi)；另外，相同頻率的諧波電壓與諧波電流要產(chǎn)生同次諧波的有功功率與無功功率，從而降低電網(wǎng)電壓，浪費電網(wǎng)的容量。
5.對用電設(shè)備的危害：
?、?系統(tǒng)低壓開關(guān)設(shè)備及漏電斷路器可能因諧波產(chǎn)生誤動作，無故停電，影響演出的正常進行。
② 電力系統(tǒng)中的諧波通過電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)與傳導(dǎo)方式耦合到弱電系統(tǒng)中，產(chǎn)生干擾，影響劇場消防、監(jiān)控、音響、轉(zhuǎn)播、控制等弱電控制系統(tǒng)的正常工作，存在極大的**隱患。
?、?諧波污染還會增加劇場照明設(shè)備的故障率，增加運營成本。
?、?劇場配電系統(tǒng)諧波還可能會使劇場舞臺機械設(shè)備控制失靈、故障率增加，造成演出損失。
諧波治理的必要性及效益:
經(jīng)過諧波保護裝置對系統(tǒng)諧波污染的治理，可以大大降低系統(tǒng)中諧波含量，降低系統(tǒng)故障率，消除系統(tǒng)**隱患，提高系統(tǒng)容量利用率，減少日常維護量，節(jié)約電能。
1、保持配電系統(tǒng)的供電可靠性和連續(xù)性,保障劇院活動及演出**；
2、降低因諧波導(dǎo)致的設(shè)備升溫、老化，降容和損壞，提高設(shè)備的使用效率，釋放系統(tǒng)容量，減少電氣設(shè)備投資；
3、消滅系統(tǒng)的一個**隱患點，使**防護升級；
4、提高電能使用的功率因數(shù)；
5、提升電能質(zhì)量，節(jié)能減排，保護環(huán)境；
6、減少由于電能質(zhì)量問題帶來的演出故障及影響，提升服務(wù)質(zhì)量。
KYXBQ諧波保護裝置解決方案（舉例）：
1、項目描述：
某文化中心核心劇院配置的舞臺燈光系統(tǒng)主要由可控硅調(diào)光系統(tǒng)等非線性負載組成，這些非線性負載在工作過程中產(chǎn)生了大量的諧波污染，這種諧波“污染”會對配電網(wǎng)絡(luò)和用戶產(chǎn)生嚴重的危害，構(gòu)成了中心供配電系統(tǒng)運行的**隱患；嚴重影響演播工藝質(zhì)量，演播系統(tǒng)、音響系統(tǒng)可能遭受無故斷電、受到電力干擾及交流噪音干擾等，嚴重影響演出及轉(zhuǎn)播質(zhì)量等；同時，大量無功諧波電流注入系統(tǒng)，占用了系統(tǒng)容量，增加了系統(tǒng)運行負擔(dān)，在對系統(tǒng)造成危害的同時造成了電能的無謂浪費，嚴重降低了電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量，必需加以治理。
2、現(xiàn)場信息：
治理對象：可控硅調(diào)光系統(tǒng)（調(diào)光控制機房）
系統(tǒng)單線圖：
系統(tǒng)電壓為400V；
電壓畸變率MAX,THDu=2.5%；
電流畸變率MAX,THDi=17.6%；
中性線電流MAX，In=234A
目標：諧波電流滿足：電流畸變率<=5%； 中性線電流降低至少2/3；
3、實際測試數(shù)據(jù)：
4、技術(shù)方案（部分補償） ：
備注：調(diào)光控制機房部分治理，有效抑制調(diào)光系統(tǒng)的諧波污染。由于系統(tǒng)采用一用一備輪換倒閘的雙路供電，因此同樣配置KYXBQ諧波保護裝置為1:1互備安裝方式。
5、治理效果：
6、總結(jié)：
該系統(tǒng)中由于可控硅調(diào)光非線性負載的使用，產(chǎn)生大量的諧波電流，特別是由3次諧波引起的中性線電流過高，不僅嚴重影響了系統(tǒng)穩(wěn)定性，給系統(tǒng)運行帶來了巨大的**隱患。當KYXBQ諧波保護裝置投入運行后后，有效的抑制了系統(tǒng)的諧波污染，電壓電流波形畸變都明顯得到改善，由原來的畸變波形變?yōu)橼呌谡也ǖ臉藴什ㄐ?，頻譜諧波含量均大幅下降，含量已基本消除至極小。中性線電流由原來的234A降低為41A，極好的提升了系統(tǒng)電能質(zhì)量，改善了系統(tǒng)工作電源的質(zhì)量，為配電網(wǎng)絡(luò)中的各個負載提供理想的電源支持，能顯著提高用電設(shè)備工作可靠性，提高用電設(shè)備工作效率，釋放系統(tǒng)容量冗余，消除系統(tǒng)**隱患，讓系統(tǒng)在配電**方面邁上一個新的階梯。 該類應(yīng)用同樣適用于含有大量照明系統(tǒng)的體育場館照明配電系統(tǒng)諧波治理。
