安(ān)科瑞 鮑靜君(jūn)

　　摘(zhāi)要(yào)
：現(xiàn)如今的汽(qì)車製(zhì)造行(háng)業(yè)，使用的(dí)機械設備越(yuè)來(lái)越(yuè)精(jīng)密，製造(zào)技術與自(zì)動化水(shuǐ)平(píng)也(yě)越來越(yuè)高，為(wéi)此對供電係(xì)統(tǒng)的電能質量(liáng)要求更高更(gēng)苛刻，同(tóng)時對(duì)不(bù)能滿足現(xiàn)有(yǒu)生產工(gōng)藝需求的供電(diàn)質量(liáng)進(jìn)行(háng)治(zhì)理(lǐ)。通過分析汽車製(zhì)造過程(chéng)中衝壓工(gōng)藝(yì)，焊接(jiē)工藝，塗裝(zhuāng)工(gōng)藝，總裝工藝產生的諧(xié)波(bō)，功率因數低(dī)，電壓波(bō)動，閃變，三相不(bù)平衡等(děng)電能(néng)質量(liáng)問題(tí)，結合實(shí)際項目治理(lǐ)案(àn)例(lì)，介(jiè)紹(shào)了係統解決方(fāng)案，並對取得治理(lǐ)效果(guǒ)進(jìn)行展(zhǎn)示分析(xī)。

　　關(guān)鍵詞
：汽車製造行業
；非綫性(xìng)負(fù)載(zǎi)
；電能質量(liáng)監測與治理
；係統(tǒng)解(jiě)決方案
；

　　0.引(yǐn)言

　　電(diàn)能質量是電(diàn)力(lì)工業產品的(dí)重(zhòng)要指標(biāo)，涉及發，供，用各(gè)方麵的權(quán)益。隨著(zhuó)科技的進(jìn)步與發展，衝擊性(xìng)，非(fēi)綫(xiàn)性(xìng)的(dí)負(fù)載越(yuè)來越多，尤(yóu)其(qí)是電(diàn)力電子器(qì)件(jiàn)的應用，使(shǐ)得(dé)諧波(bō)，電(diàn)壓波動，閃變，三相不(bù)平衡等(děng)電(diàn)能(néng)質量問題(tí)尤為(wéi)嚴重(zhòng)。汽(qì)車行業(yè)的(dí)電(diàn)能(néng)質量問題，主(zhǔ)要體(tǐ)現(xiàn)在(zài)汽(qì)車(chē)製(zhì)造(zào)業(yè)中(zhōng)，而在(zài)汽(qì)車製造業(yè)中(zhōng)，主要體(tǐ)現(xiàn)在衝(chōng)壓(yā)，焊接，塗(tú)裝(zhuāng)，總(zǒng)裝生產工藝。整(zhěng)個汽(qì)車製造流(liú)程緊(jǐn)密銜(xián)接，具(jù)有(yǒu)高度(dù)集(jí)成的特點，對(duì)電能(néng)質(zhì)量的(dí)要求相對較(jiào)高(gāo)。而(ér)任何一(yī)個製(zhì)造工藝(yì)的供(gōng)電故障，電(diàn)氣(qì)事(shì)故都會(huì)影響(xiǎng)到上一(yī)個(gè)工(gōng)藝或下一個工藝(yì)的正(zhèng)常運作(zuò)。因此，治(zhì)理(lǐ)諧(xié)波，提高(gāo)電(diàn)能質量(liáng)，營造安全(quán)，穩(wěn)定(dìng)，高效，健康的綠色(sè)電能質(zhì)量(liáng)環(huán)境(jìng)問(wèn)題是汽(qì)車製造行業的(dí)配(pèi)電(diàn)中非常重(zhòng)視的(dí)問題。

　　1.汽車(chē)製造(zào)行業供配電(diàn)係(xì)統(tǒng)諧(xié)波源及(jí)其(qí)危(wēi)害(hài)

　　汽(qì)車(chē)製(zhì)造(zào)行業供配(pèi)電係(xì)統(tǒng)中的(dí)諧(xié)波(bō)源(yuán)主(zhǔ)要可分(fēn)為衝壓(yā)設(shè)備，焊接設備(bèi)，塗(tú)裝(zhuāng)設備以及總(zǒng)裝設(shè)備(bèi)四大(dà)類，具有(yǒu)畸變率(shuài)高，功(gōng)率(shuài)因數(shù)低，種類雜，數量(liáng)多等(děng)特(tè)點(diǎn)。

　　1.1衝(chōng)壓設(shè)備

　　1.1.1衝(chōng)壓設備(bèi)的用(yòng)電(diàn)現(xiàn)狀(zhuàng)

　　汽(qì)車車(chē)身衝壓成(chéng)形(xíng)是汽車(chē)製(zhì)造(zào)技術的重要(yào)組成(chéng)部(bù)分，其(qí)中(zhōng)大量(liáng)使(shǐ)用(yòng)數(shù)控(kòng)衝床，等(děng)離(lí)子(zǐ)切割機床(chuáng)，多工(gōng)位(wèi)衝(chōng)壓機床(chuáng)等(děng)大型設備(bèi)。這(zhè)些設備普遍(biàn)采(cǎi)用直流電動機(jī)，是典型(xíng)的諧(xié)波(bō)源(yuán)及(jí)衝擊性負荷(hé)，產生的(dí)諧波(bō)不僅造(zào)成母(mǔ)綫(xiàn)電(diàn)壓波動(dòng)，使(shǐ)設備無(wú)法(fǎ)運行，還會(huì)使(shǐ)係統功(gōng)率因數降低(dī)，電壓(yā)，電流波形嚴重畸變，增加(jiā)係統(tǒng)的無(wú)功功率(shuài)損耗(hào)，影響整(zhěng)個供(gōng)電係統。主要是衝擊(jī)性(xìng)負載，會(huì)引起(qǐ)功率因數(shù)很低，造(zào)成(chéng)係(xì)統(tǒng)電壓會偏低(dī)的(dí)情(qíng)況(kuàng)，同時會伴(bàn)隨一些諧(xié)波(bō)，諧波電(diàn)流(liú)約占設備全部開(kāi)啟後(hòu)係統電流30%，諧(xié)波電壓(yā)會隨著係統負(fù)載的(dí)不同在(zài)7%-10%變動狀(zhuàng)況(kuàng)，但是主(zhǔ)要(yào)還是(shì)5，7次(cì)諧波(bō)。

　　1.1.2對製造工(gōng)藝的(dí)危害

　　諧波(bō)導(dǎo)致(zhì)過(guò)壓，過流，欠(qiàn)壓等電能質(zhì)量問題，會(huì)使(shǐ)衝(chōng)壓設備因過壓(yā)，過流而(ér)出(chū)現(xiàn)過負(fù)荷(hé)的衝(chōng)壓，或因欠壓而導(dǎo)致壓力不(bù)夠(gòu)，衝(chōng)壓不到(dào)位(wèi)，出現產(chǎn)品報廢(fèi)等(děng)現象(xiàng)。諧波(bō)使係(xì)統損耗(hào)增(zēng)加(jiā)，增加(jiā)係統(tǒng)的發熱(rè)量(liáng)和(hé)噪聲汙染。長(cháng)時間工(gōng)作在(zài)不良(liáng)電能環(huán)境(jìng)中(zhōng)，會(huì)降(jiàng)低(dī)設備壽(shòu)命(mìng)，損(sǔn)壞(huài)電容補償裝置(zhì)。衝(chōng)擊性負荷(hé)會使(shǐ)供(gōng)電係(xì)統不穩定(dìng)，造(zào)成嚴重的(dí)電壓閃變，瞬時電壓降低(dī)等(děng)現(xiàn)象，使(shǐ)某(mǒu)些(xiē)設(shè)備停(tíng)止運行。

　　1.2焊(hàn)接(jiē)設備(bèi)

　　1.2.1焊接(jiē)設備的(dí)用電現狀(zhuàng)

　　汽(qì)車焊接主要用(yòng)於車(chē)身的製造，有(yǒu)點焊，凸(tū)焊，二氧(yǎng)化(huà)碳保護(hù)焊和氬弧焊(hàn)等多(duō)種方式(shì)（目(mù)前(qián)大(dà)量使用焊接機器人）。對於帶(dài)塗層的鋼(gāng)板，塗膠(jiāo)的鋼板，多(duō)層板(bǎn)及不同材(cái)質板等(děng)條件(jiàn)下的焊(hàn)接，傳統(tǒng)的(dí)工(gōng)頻點(diǎn)焊(hàn)機難以(yǐ)滿足(zú)焊(hàn)接要求，中(zhōng)頻(pín)點焊(hàn)機(jī)在(zài)越來越多的汽車(chē)生產企業得(dé)到(dào)應(yīng)用(yòng)。中頻(pín)點焊機工(gōng)作原(yuán)理
：工(gōng)頻(pín)交流(liú)電(diàn)經(jīng)整流，濾(lǜ)波(bō)後變成直流電，再(zài)通(tōng)過大(dà)功率開關電(diàn)子元件(jiàn)（如場效應(yīng)管MOSFET或IGBT）的交替開關作用，把(bǎ)直流(liú)電(diàn)逆變(biàn)成(chéng)幾(jī)千(qiān)赫茲(zī)到幾(jī)萬(wàn)赫茲的中頻(pín)交(jiāo)流電(diàn)壓，經主(zhǔ)變壓器降壓(yā)後(hòu)，再經(jīng)整流(liú)濾(lǜ)波獲得(dé)平穩(wěn)的直流輸出(chū)焊(hàn)接電流(liú)。其工作過程(chéng)簡單(dān)表示(shì)為
：工(gōng)頻(pín)交流-直流(liú)-中(zhōng)頻(pín)交流(liú)-直(zhí)流。焊機工(gōng)作中頻(pín)點焊時，焊(hàn)接參數大概為預壓時間400ms～800ms，焊(hàn)接時(shí)間(jiān)200ms～450ms，焊接(jiē)電流(liú)高(gāo)達5～10kA，焊接脈衝(chōng)數(shù)為(wéi)1～20次(cì)，保持時間(jiān)100ms～300ms。中頻(pín)點焊(hàn)機工作頻(pín)繁，工作(zuò)周期(qī)短，電流(liú)變換頻(pín)率高，主(zhǔ)要(yào)表現(xiàn)為瞬(shùn)時(shí)突變電(diàn)流，功(gōng)率(shuài)因(yīn)數低，無功(gōng)和電壓波(bō)動(dòng)較大(dà)，諧波電(diàn)流和電(diàn)壓較大(dà)，三相電(diàn)壓不平衡(héng)嚴(yán)重(zhòng)等(děng)。

　　1.2.2對(duì)製(zhì)造(zào)工(gōng)藝(yì)的(dí)危害

　　點(diǎn)焊(hàn)機是典(diǎn)型(xíng)的單(dān)相衝擊性負載，也是典(diǎn)型的(dí)諧波源。因為焊(hàn)機是兩相短(duǎn)路原理(lǐ)，會造成嚴(yán)重的(dí)電(diàn)流不平衡的(dí)情(qíng)況(kuàng)，同時(shí)啟動電(diàn)流(liú)會很大(dà)，造成較(jiào)大的衝擊(jī)性電流，功(gōng)率因數(shù)會(huì)很低，甚至(zhì)會造(zào)成係(xì)統電(diàn)壓(yā)偏低的情況，同(tóng)時(shí)會產生很大的(dí)諧(xié)波，並且(qiě)諧(xié)波(bō)畸變率(shuài)會比較(jiào)高，估(gū)計會(huì)達(dá)到(dào)20%以(yǐ)上。諧波電(diàn)流(liú)使得(dé)係(xì)統的電(diàn)壓(yā)電流發生畸(jī)變(biàn)，出現(xiàn)過(guò)壓(yā)，欠壓，過流，甚(shèn)至(zhì)引起保護裝置(zhì)誤動，影(yǐng)響正(zhèng)常生產。還會造(zào)成(chéng)焊件(jiàn)質量(liáng)不到位，虛(xū)焊(hàn)，漏焊(hàn)，誤焊(hàn)等隱患(huàn)，導(dǎo)致(zhì)產(chǎn)品不合(hé)格(gé)。另外(wài)，諧(xié)波電(diàn)流(liú)使設(shè)備無(wú)法(fǎ)正常運行，導致(zhì)中性(xìng)綫電(diàn)流增大，中性綫電(diàn)纜(lǎn)的(dí)肌膚(fū)效應(yīng)相應(yīng)增大，降低(dī)電(diàn)纜(lǎn)使用(yòng)壽(shòu)命(mìng)，嚴重時(shí)會燒毀電纜(lǎn)，威脅整個係統的(dí)電能(néng)質量。

　　1.3塗裝(zhuāng)設(shè)備

　　1.3.1塗裝設(shè)備(bèi)的用(yòng)電(diàn)現(xiàn)狀

　　塗裝工藝(yì)主(zhǔ)要是(shì)通過(guò)機械手對(duì)焊(hàn)接成(chéng)形的車(chē)身及零(líng)部(bù)件(jiàn)進(jìn)行噴(pēn)塗(tú)和(hé)烘烤，一般(bān)會(huì)涉及到(dào)電(diàn)泳(yǒng)設備(bèi)，類(lèi)似電鍍(dù)。塗(tú)裝工藝(yì)的主(zhǔ)要(yào)負載(zǎi)是電(diàn)力電子(zǐ)器件(jiàn)和(hé)大容(róng)量的加熱設(shè)備(bèi)，這些設備應(yīng)用(yòng)整流(liú)及(jí)變頻(pín)原理(lǐ)製(zhì)造，在此過程(chéng)中(zhōng)會(huì)產生諧(xié)波，而加(jiā)熱設(shè)備(bèi)則使(shǐ)用(yòng)電阻(zǔ)較(jiào)大的器件。塗(tú)裝車間(jiān)的電(diàn)能(néng)質量表(biǎo)現(xiàn)為感性無功較大，整體功率因(yīn)數(shù)低，諧(xié)波電流大而復(fù)雜，係統(tǒng)母綫端電壓(yā)降(jiàng)低嚴(yán)重，設備發(fā)熱(rè)量(liáng)大(dà)以及利(lì)用(yòng)率低。電(diàn)流畸變(biàn)率在10%-25%之間，以(yǐ)５次(cì)，７次諧波為主，包括一(yī)些偶(ǒu)次及高(gāo)次諧波的(dí)特(tè)征(zhēng)

　　1.3.2對(duì)製造工藝(yì)的危害

　　諧波會(huì)使塗裝(zhuāng)車間(jiān)的設備(bèi)損耗增加(jiā)，使主(zhǔ)變的鐵(tiě)損(sǔn)，銅損(sǔn)，介(jiè)質損(sǔn)耗，電(diàn)壓(yā)峰值增加，變壓器(qì)噪聲變大，變(biàn)壓(yā)器(qì)的負載能力(lì)減(jiǎn)小。諧波會使塗(tú)裝，噴(pēn)漆(qī)，運(yùn)送等設(shè)備(bèi)出(chū)現誤(wù)動，導(dǎo)致噴漆(qī)不(bù)均匀，運(yùn)送不(bù)到(dào)位，在(zài)塗(tú)裝表(biǎo)麵出現(xiàn)氣(qì)泡，漏塗，打磨不(bù)到位，重復塗裝等缺(quē)陷(xiàn)，嚴(yán)重影響(xiǎng)產品的塗裝質(zhì)量。由於係(xì)統無功消(xiāo)耗(hào)增加(jiā)，母(mǔ)綫電壓下降，電壓(yā)發(fā)生偏(piān)差(chà)，而加熱設備會因電壓過(guò)低，在規定的(dí)時(shí)間內達不到烘(hōng)烤汽車表(biǎo)麵塗(tú)層溫(wēn)度標準，出現烘烤(kǎo)質量(liáng)問題(tí)。

　　1.4總裝(zhuāng)工藝

　　1.4.1總(zǒng)裝(zhuāng)設(shè)備(bèi)的(dí)用電(diàn)現狀(zhuàng)

　　總(zǒng)裝(zhuāng)工藝(yì)是(shì)把(bǎ)各(gè)零部件(jiàn)安裝到(dào)焊(hàn)接好(hǎo)並(bìng)經過塗裝後的(dí)車身上(shàng)，總裝(zhuāng)工藝過(guò)程(chéng)主(zhǔ)要是利用機器人代(dài)替人(rén)工(gōng)進行(háng)自動組(zǔ)裝(zhuāng)，其程(chéng)序控製(zhì)是(shì)利用二極(jí)管，三(sān)極管， 放大(dà)電路，整流(liú)橋(qiáo)，開關電源(yuán)等電子元(yuán)件，這些(xiē)器(qì)件單個產生的諧波雖(suī)小，但大(dà)量(liáng)集成(chéng)使(shǐ)用會對供電係統(tǒng)造成嚴(yán)重影(yǐng)響(xiǎng)，產生大(dà)量(liáng)諧波，主要(yào)是13次(cì)以(yǐ)下的(dí)諧波，以5，7次(cì)諧(xié)波為主，其中5次諧(xié)波最(zuì)為嚴重(zhòng)。因此，這(zhè)些(xiē)設備(bèi)對電能質量的(dí)要求(qiú)很(hěn)高(gāo)。

　　1.4.2對(duì)製造工藝(yì)的危害(hài)

　　諧波會(huì)使(shǐ)電流電壓畸變，使得(dé)處於(yú)過零(líng)運(yùn)行(háng)的PLC，單(dān)片機(jī)等(děng)器(qì)件因電壓異(yì)常而引發誤(wù)動(dòng)，導(dǎo)致(zhì)過早(zǎo)或延遲(chí)過(guò)零，影響到整(zhěng)體的指令控製(zhì)。電壓畸變(biàn)還會影響(xiǎng)電(diàn)力(lì)電(diàn)子器件的(dí)動作(zuò)及精(jīng)度，造成機(jī)械手誤動。諧波還會損害電容器(qì)，使主控製板溫(wēn)度增加，降(jiàng)低電(diàn)子元件的使用壽命(mìng)。

　　1.5諧波(bō)的其他(tā)危害(hài)

　　諧(xié)波除了影響電容器(qì)正常運(yùn)行之(zhī)外，還會(huì)對以(yǐ)下設備造成(chéng)危害
：

　　(1)對(duì)變壓器的影響

　　諧(xié)波電流(liú)使變壓器的銅(tóng)耗增加(jiā)，特(tè)別(bié)是(shì)3次及奇倍數(shù)諧(xié)波，對(duì)三(sān)角形(xíng)連接的(dí)變(biàn)壓(yā)器(qì)會在(zài)其繞(rào)組(zǔ)中形(xíng)成(chéng)環(huán)流，使繞組過(guò)熱
；對全星(xīng)形連接(jiē)的變(biàn)壓(yā)器，當繞組中(zhōng)性點(diǎn)接地，而該側電網中分(fēn)布電容較大(dà)或者(zhě)裝有中性點接(jiē)地的並聯電(diàn)容器(qì)時，可(kě)能形成(chéng)諧振(zhèn)，使變(biàn)壓器(qì)附(fù)加(jiā)損(sǔn)耗(hào)增加。

　　(2)對(duì)配電綫(xiàn)路的影響(xiǎng)

　　綫路阻抗隨著頻(pín)率的升高(gāo)而增加(jiā)，諧波電流(liú)使(shǐ)綫路(lù)的(dí)附(fù)加損耗增加，而供電(diàn)電網(wǎng)的(dí)損(sǔn)耗大(dà)部(bù)分(fēn)為變壓器和綫(xiàn)路(lù)的損(sǔn)耗，所以諧波是(shì)導致電網網損(sǔn)增加(jiā)的(dí)一(yī)個重(zhòng)要因素。綫路的分布電(diàn)感和對地(dì)電(diàn)容與產生(shēng)諧(xié)波(bō)的設(shè)備組成串聯或(huò)並聯回(huí)路(lù)，在(zài)一(yī)定的(dí)參數條件(jiàn)下，會發(fā)生(shēng)串(chuàn)聯諧振或並(bìng)聯諧振，而(ér)且所產生的(dí)諧(xié)振過電壓和過(guò)電流對相(xiāng)關(guān)設備的危(wēi)害(hài)性較大。在(zài)適當的條(tiáo)件(jiàn)下還(huán)會形成諧波(bō)放大。而(ér)諧波電壓(yā)，電流放大(dà)會(huì)引起繼電保護裝置(zhì)誤動甚至(zhì)損壞。

　　(3)對(duì)電機(jī)裝置(zhì)的(dí)影(yǐng)響

　　柴油發電機(jī)的(dí)內阻跟市(shì)電相比(bǐ)大了很多(duō)，非綫性負載(zǎi)產生(shēng)的諧波的電(diàn)流引(yǐn)起(qǐ)的電壓畸變(biàn)就大(dà)很多，造成油(yóu)機輸出(chū)電(diàn)壓嚴重失(shī)真(zhēn)。可能造成油機(jī)的控製係統(tǒng)故障(zhàng)，引(yǐn)起用電事故(gù)。現在的通信機房停電(diàn)時一(yī)般都由油機(jī)提(tí)供備電(diàn)，因此(cǐ)要重視這個問(wèn)題(tí)。

　　(4)影(yǐng)響繼電保護和(hé)自(zì)動裝置的(dí)正(zhèng)確(què)性，諧波影響以(yǐ)負(fù)序(基波)量為基礎的(dí)繼電保護(hù)和自(zì)動(dòng)裝置，因為按負序(xù)(基波)量(liáng)整(zhěng)定(dìng)的保(bǎo)護裝(zhuāng)置(zhì)，整定(dìng)值(zhí)小(xiǎo)，靈度(dù)高(gāo)。如果在負序基(jī)礎(chǔ)上(shàng)再(zài)疊加諧波幹擾(電氣化(huà)鐵道(dào)，電弧爐(lú)等)則(zé)可能引起(qǐ)發電(diàn)機負序(xù)電(diàn)流保(bǎo)護誤動(dòng)跳(tiào)閘(zhá)，產(chǎn)生嚴重(zhòng)後(hòu)果。係統中不(bù)明原因的誤動和拒(jù)動，與諧波不無(wú)關(guān)係(xì)。諧(xié)波超標(biāo)，會嚴(yán)重(zhòng)威脅配(pèi)電(diàn)係統的(dí)安全穩(wěn)定運行(háng)。

　 （5）影響計量裝置的準(zhǔn)確性

　　電能(néng)計量裝(zhuāng)置(zhì)按50Hz標準的正弦波設計(jì)，供電電壓或(huò)負荷電(diàn)流中(zhōng)的諧波成(chéng)分會影(yǐng)響感應式(shì)電能表（尤其(qí)是電(diàn)子式(shì)電能表）的(dí)正常工作(zuò)。有諧波(bō)源(yuán)存在(zài)時，該處用(yòng)戶(hù)的電(diàn)能表的記(jì)錄(lù)應為其(qí)吸收的基波(bō)電能減去(qù)小部(bù)分(fēn)諧波(bō)電能，故(gù)諧(xié)波(bō)能(néng)使(shǐ)電(diàn)能(néng)計量(liáng)裝置產生誤差。

　　2.汽車(chē)製造(zào)行(háng)業電(diàn)能質量治理(lǐ)需求分析(xī)及(jí)主要(yào)特征(zhēng)

　　2.1需(xū)求(qiú)分(fēn)析

　　汽車(chē)行(háng)業(yè)自(zì)動(dòng)化(huà)水(shuǐ)平在(zài)不(bù)斷提(tí)高，各種(zhǒng)生(shēng)產(chǎn)設備對電網的供電質量要求也越(yuè)來越(yuè)高(gāo)。工(gōng)藝(yì)設備中(zhōng)由於采用(yòng)變頻技術(shù)使得(dé)非(fēi)綫性(xìng)負荷數(shù)量增(zēng)長，非(fēi)綫性負(fù)荷會(huì)產大(dà)量的諧(xié)波注入電網嚴重影響(xiǎng)電(diàn)網電(diàn)壓(yā)質(zhì)量(liáng)
；同(tóng)時(shí)生產設備(bèi)中衝擊性負(fù)荷(hé)的(dí)存在，使(shǐ)得瞬時從電力係統吸收大量的(dí)衝擊性無功功(gōng)率。應用(yòng)有效(xiào)的(dí)電(diàn)能質量的調(tiáo)控(kòng)設備，在(zài)現(xiàn)有網(wǎng)架結構(gòu)的(dí)基礎上(shàng)，提高輸(shū)電容量和質(zhì)量成為當前迫切(qiē)需(xū)要解(jiě)決(jué)的(dí)問題(tí)。采用快(kuài)速，靈(líng)活(huó)，實(shí)時監測，動(dòng)態(tài)補償無功(gōng)功率(shuài)和(hé)有(yǒu)源濾波(bō)裝置，對(duì)保證(zhèng)供(gōng)電能質(zhì)量，建(jiàn)設(shè)綠色電(diàn)網(wǎng)，降低(dī)網損(sǔn)具有重大(dà)意義(yì)
；也(yě)對(duì)工(gōng)業企(qǐ)業減少不必(bì)要的浪(làng)費，降低(dī)成(chéng)本(běn)，提(tí)高(gāo)生(shēng)產率(shuài)，促進企業(yè)和整個國民(mín)經(jīng)濟的發(fā)展，具有不可估(gū)量(liáng)的(dí)社會(huì)意(yì)義。

　　2.2主(zhǔ)要特征(zhēng)

　 （1）新(xīn)能源汽(qì)車改代(dài)，行(háng)業市場(cháng)前(qián)景好(hǎo)，各地(dì)建(jiàn)廠或擴(kuò)建(jiàn)
；

　 （2）屬於中端製(zhì)造(zào)業，為(wéi)保證正常生(shēng)產配電電能(néng)質量要(yào)求較(jiào)高
；

　 （3）負載(zǎi)多(duō)樣(yàng)化，衝壓機(jī)為(wéi)衝(chōng)擊(jī)性(xìng)負載(zǎi)，需進(jìn)行(háng)補償。中頻(pín)焊機，變(biàn)頻(pín)器(qì)是(shì)主(zhǔ)要諧波源，需進行諧波治(zhì)理(lǐ)。

　　3.汽(qì)車製造行(háng)業電(diàn)能質量(liáng)監(jiān)測(cè)與(yǔ)治理係統(tǒng)解決(jué)方案

　　3.1解決(jué)方(fāng)案(àn)

　　安科(kē)瑞電(diàn)氣(qì)提出(chū)的(dí)電能(néng)質(zhì)量監測(cè)與治理係統解(jiě)決方(fāng)案可滿足電力(lì)監控管(guǎn)理，運維(wéi)與電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)治理等(děng)方(fāng)麵的(dí)需(xū)求(qiú)，致(zhì)力(lì)於為汽車製(zhì)造行業(yè)用戶(hù)提供一站(zhàn)式(shì)的(dí)整體解決方(fāng)案，從(cóng)產(chǎn)品，係統(tǒng)，服務等不同方麵(miàn)來滿足用戶的(dí)需要(yào)，為用(yòng)戶創造(zào)價(jià)值。

　　經過(guò)以(yǐ)上分(fēn)析可以知(zhī)道(dào)，在汽(qì)車製(zhì)造行業(yè)中(zhōng)容(róng)易(yì)產生(shēng)諧波畸(jī)變率(shuài)大，功率因數偏低，三(sān)相(xiāng)不(bù)平(píng)衡(héng)嚴(yán)重等(děng)問題。那(nà)麼(mó)我們可(kě)以根據車間情(qíng)況進(jìn)行分析治理方案(àn)。

　　衝壓車間(jiān)
：主(zhǔ)要是(shì)衝擊(jī)性(xìng)負載，會導(dǎo)致(zhì)功(gōng)率(shuài)因(yīn)數偏低(dī)問(wèn)題，從而(ér)造成(chéng)係統(tǒng)電壓(yā)偏(piān)低(dī)的情(qíng)況(kuàng)。衝(chōng)擊負(fù)載運行(háng)過程中(zhōng)伴(bàn)有衝擊電(diàn)流同時(shí)會產(chǎn)生(shēng)部(bù)分諧波(bō)，但是主(zhǔ)要以(yǐ)5，7次諧波(bō)為(wéi)主
；因此(cǐ)可(kě)通(tōng)過(guò)安裝(zhuāng)有源(yuán)無功補(bǔ)償裝置(zhì)進(jìn)行快速的補償無(wú)功，同時補(bǔ)償裝置在(zài)滿(mǎn)足(zú)裕量充足(zú)的情(qíng)況(kuàng)下(xià)可(kě)以用(yòng)來補(bǔ)償2~13次(cì)諧波(bō)。

　　焊接車間
：主(zhǔ)要是(shì)中頻焊機(jī)，焊(hàn)機(jī)是兩(liǎng)相短路原(yuán)理(lǐ)，會(huì)造(zào)成嚴(yán)重的電流(liú)不平(píng)衡(héng)的情況(kuàng)，同時啟動電(diàn)流會(huì)很大，造成(chéng)較(jiào)大的(dí)衝擊性(xìng)電流(liú)，導致功率(shuài)因數偏低，甚至會造成(chéng)係統電壓偏低的情(qíng)況，同(tóng)時會產(chǎn)生較大的(dí)諧波(bō)，並且電壓諧(xié)波(bō)畸(jī)變(biàn)率會比較高，估(gū)計(jì)會達(dá)到(dào)20%以上(shàng)（國標要(yào)求不(bù)超過(guò)5%）。因此(cǐ)可通過(guò)安裝有源(yuán)無(wú)功(gōng)補償裝置補償(cháng)無功(gōng)，治(zhì)理(lǐ)三相(xiāng)不(bù)平(píng)衡
；另(lìng)外(wài)需(xū)單獨安裝有源(yuán)諧(xié)波(bō)治理(lǐ)裝置(zhì)來(lái)治理(lǐ)諧(xié)波。

　　塗(tú)裝(zhuāng)和總(zǒng)裝(zhuāng)車(chē)間
：負(fù)載主(zhǔ)要整(zhěng)流(liú)變頻(pín)設備，變(biàn)頻設備一(yī)般為容(róng)性(xìng)負載，本身功率因數較高(gāo)，但運(yùn)行(háng)過程會(huì)產(chǎn)生部分(fēn)諧波(bō)，主要(yào)以6N±1次諧波為(wéi)主，因此可(kě)安裝有源(yuán)諧(xié)波(bō)治理(lǐ)裝(zhuāng)置(zhì)進行諧波治(zhì)理(lǐ)。

　　3.2方案(àn)特點

　　（1）電(diàn)能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理係(xì)統除作(zuò)為本地(dì)終端(duān)為(wéi)用戶提(tí)供(gōng)電能(néng)質(zhì)量監(jiān)測(cè)，治理(lǐ)與設備運(yùn)維等功能外(wài)，亦可通(tōng)過接(jiē)入(rù)AcrelEMS-EV汽(qì)車製造綜合能效管理平(píng)台，為用戶提(tí)供遠程(chéng)在(zài)綫服務(wù)
；

　　（2）全(quán)控技(jì)術實(shí)現電(diàn)能質量(liáng)
；

　　（3）專(zhuān)業(yè)化(huà)的(dí)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)
：電能質量實時在綫(xiàn)監(jiān)測，測量精(jīng)度高，測(cè)得(dé)準(zhǔn)，符(fú)合(hé)IEC61000-4-30標準(zhǔn)
；

　　（4）電能質量監測(cè)與治理裝(zhuāng)置整(zhěng)體設(shè)計(jì)，通過上位(wèi)平台(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管(guǎn)理(lǐ)和閉環控製(zhì)
；

　    （5）高品(pǐn)質電(diàn)能質(zhì)量治理
：配(pèi)套(tào)電(diàn)力(lì)電(diàn)子裝置技(jì)術(shù)過關，質(zhì)量(liáng)過硬，具備網絡化，可調控，快速(sù)響應的(dí)性(xìng)能
；

　　（6）電(diàn)能管理(lǐ)務業務綜(zōng)合(hé)協同
：配電監控管理(lǐ)與(yǔ)運維，電能分析與電能質量(liáng)數(shù)據共享融通(tōng)，為企(qǐ)業(yè)電能供給與消費(fèi)提供控(kòng)製手段。

　　3.3方案(àn)價值

　　（1）全麵(miàn)監(jiān)測電能質量(liáng)，保障(zhàng)供(gōng)電可(kě)靠(kào)性

　　對(duì)汽車(chē)生(shēng)產製造的供(gōng)配電(diàn)回路的(dí)電(diàn)氣(qì)參數(shù)進行全(quán)麵監測，確(què)保設(shè)備用電符合(hé)標(biāo)準(zhǔn)要求(qiú)。微秒級故障(zhàng)錄波與(yǔ)SOE告警能(néng)夠及時記錄故(gù)障(zhàng)發生時全部(bù)數(shù)據信息，支持開(kāi)展(zhǎn)故障追(zhuī)蹤與問(wèn)題(tí)定(dìng)位(wèi)。

　　（2）完整電能質量(liáng)治理

　　通過(guò)集(jí)中(zhōng)+就(jiù)地(dì)整(zhěng)體(tǐ)電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)治理模式，更大(dà)程(chéng)度滿足無(wú)功(gōng)和諧波治(zhì)理的要求(qiú)，提高整個(gè)汽(qì)車製(zhì)造供(gōng)配電係(xì)統的電(diàn)能質(zhì)量，減(jiǎn)少(shǎo)對(duì)其它(tā)供電及(jí)製(zhì)造設(shè)備造(zào)成危害。

　　（3）數據應(yīng)用(yòng)及(jí)增值(zhí)服(fú)務

　　係統提供多(duō)維(wéi)度的用電指(zhǐ)標統(tǒng)計(jì)與(yǔ)電(diàn)能數據(jù)分析(xī)工(gōng)具(jù)，為配電(diàn)係(xì)統運行管理優(yōu)化和節能降耗提(tí)供指導。

　　4.安科瑞電能質量監測(cè)與治理(lǐ)產(chǎn)品(pǐn)選型

　　4.1集中治(zhì)理(lǐ)

　　針(zhēn)對汽(qì)車製造行業配電(diàn)係(xì)統中(zhōng)涉(shè)及(jí)到(dào)的空調(tiáo)，風(fēng)機，電(diàn)動機(jī)，水泵(bèng)等電器設備及數(shù)量較(jiào)多的(dí)計算機(jī)等(děng)網(wǎng)絡通信(xìn)設備(bèi)，為(wéi)減少諧波對(duì)電(diàn)網側的危害(hài)，同時確(què)保(bǎo)無(wú)功功率(shuài)因(yīn)數達(dá)到(dào)國標(biāo)要(yào)求值，避免罰款，可采(cǎi)用(yòng)配電房集中(zhōng)治理的方式，同(tóng)時也可(kě)對整(zhěng)個(gè)低壓(yā)供(gōng)配電係統進(jìn)行電(diàn)能質(zhì)量在綫監測，其中(zhōng)包(bāo)含諧波分析，波形(xíng)采樣，電(diàn)壓(yā)暫(zàn)降/暫(zàn)升/中(zhōng)斷，閃變監測等(děng)，其集中治(zhì)理的產品選型見表(biǎo)1。

　　表(biǎo)1電(diàn)能質量監(jiān)測及(jí)集中(zhōng)治(zhì)理(lǐ)產(chǎn)品選型(xíng)表(biǎo)

        4.2就地治理

　　汽車(chē)製造(zào)各(gè)個(gè)生(shēng)產(chǎn)車間內，包含了(liǎo)行(háng)車(chē)，液壓(yā)機(jī)床，弧焊機，升降(jiàng)平台(tái)，同(tóng)步舉升(shēng)機等(děng)各(gè)種設備，運行過(guò)程中不(bù)可(kě)避免地產生(shēng)對(duì)整個配電(diàn)係統有(yǒu)影響的諧(xié)波，通常(cháng)電(diàn)流畸(jī)變率在30%左右。同(tóng)時，在(zài)車(chē)間通(tōng)常選用(yòng)LED日光燈(dēng)，金(jīn)鹵(lǔ)燈，無極燈(dēng)，工業風(fēng)扇，工業(yè)吊扇等(děng)設備(bèi)，此(cǐ)類設(shè)備的諧波(bō)電流通常以3次(cì)諧(xié)波為主，3次諧(xié)波電流作為零(líng)序(xù)電流，三(sān)相矢量角度也(yě)是(shì)一(yī)致的。因(yīn)此N綫會(huì)進行疊加(jiā)，致(zhì)使(shǐ)N綫的電(diàn)流過(guò)大。針對(duì)上(shàng)述負(fù)載情(qíng)況(kuàng)，建(jiàn)議(yì)在(zài)各個重要(yào)設(shè)備的配電箱增加電(diàn)能(néng)質量(liáng)補償設備進(jìn)行(háng)就地(dì)治理，以達到(dào)終端治理諧波的(dí)目(mù)的(dí)，避(bì)免影(yǐng)響到(dào)整個(gè)配(pèi)電係統(tǒng)的和其他(tā)的(dí)用(yòng)電(diàn)設備(bèi)，末端治(zhì)理的(dí)產(chǎn)品(pǐn)選型見表(biǎo)2。

　　表(biǎo)2末端(duān)治(zhì)理產(chǎn)品選型表

　　5.南(nán)京某(mǒu)汽(qì)車(chē)製造公司電能質(zhì)量治理(lǐ)項目案例

　　5.1項目背景

　　  南京(jīng)某(mǒu)汽車製(zhì)造商(shāng)車(chē)間設備近年(nián)來(lái)受(shòu)諧波影響，尤(yóu)其衝(chōng)壓和(hé)焊(hàn)接(jiē)設備(bèi)大量使(shǐ)用，導(dǎo)致廠區(qū)電能(néng)質(zhì)量(liáng)較差，變(biàn)壓器(qì)及綫纜的損耗(hào)增加，現場有個別(bié)無功櫃內電(diàn)容器(qì)鼓(gǔ)包(bāo)損(sǔn)壞(huài)，無(wú)功需量增(zēng)加，導致(zhì)功率因(yīn)數過低，同時(shí)其(qí)它電(diàn)氣設備(bèi)的老化程(chéng)度(dù)明顯(xiǎn)損耗(hào)逐漸上升，出現各種電氣故障。分(fēn)別(bié)對(duì)廠區(qū)1#室內(nèi)配(pèi)電(diàn)房(fáng)以及(jí)2#戶(hù)外(wài)箱(xiāng)進行數據(jù)測(cè)試(shì)，並根據具體測量數據(jù)給(gěi)出(chū)相應的治理方(fāng)案。

　　5.2測量結果

　　測量(liáng)數據

　　  由上述測(cè)量(liáng)數據可看出，1#室內配電房和(hé)2#戶(hù)外箱(xiāng)無(wú)功(gōng)功(gōng)率因(yīn)數分(fēn)別(bié)為0.7和0.78，低於國(guó)家(jiā)要(yào)求(qiú)的(dí)0.9的(dí)標(biāo)準。1#室內配(pèi)電房(fáng)所在(zài)的(dí)供配電係(xì)統中5次(cì)，7次(cì)和11次諧(xié)波電流值遠遠超(chāo)過(guò)了(liǎo)國家GB/T14549-1993《電(diàn)能質(zhì)量公(gōng)用(yòng)電網諧(xié)波(bō)》0.38KV係(xì)統(tǒng)各(gè)次諧波(bō)及(jí)諧波電流值標準，現場負載設(shè)備(bèi)主(zhǔ)要為(wéi)電(diàn)動(dòng)機(jī)，變頻器(qì)，衝壓設(shè)備，焊(hàn)接設(shè)備，塗(tú)裝(zhuāng)設備(bèi)以(yǐ)及(jí)總裝設(shè)備(bèi)等，可通過在配(pèi)電房集中(zhōng)治(zhì)理，消除(chú)諧波電壓(yā)/電(diàn)流(liú)對整(zhěng)個(gè)供配電(diàn)係統(tǒng)，變(biàn)壓器(qì)，無(wú)功櫃和(hé)其(qí)它用電設(shè)備(bèi)的影響
；為(wéi)了消除末端(duān)設(shè)備(bèi)（例(lì)如電(diàn)焊(hàn)機，點焊(hàn)機和衝(chōng)壓(yā)機等(děng)工業負(fù)載(zǎi)）產生(shēng)的(dí)諧(xié)波影響(xiǎng)及(jí)危(wēi)害，可采用(yòng)有(yǒu)針(zhēn)對性的就(jiù)地治理解決(jué)方案(àn)，以(yǐ)至於達(dá)到(dào)準確治(zhì)理(lǐ)的效果(guǒ)。

　　5.3解決方案

　　  由於係統中(zhōng)無功櫃均為(wéi)傳統無(wú)源無(wú)功補(bǔ)償電容器(qì)件(jiàn)，5次和(hé)7次諧波電流極易灌(guàn)入(rù)電容櫃中(zhōng)，與(yǔ)5其產(chǎn)生諧(xié)振(zhèn)現象，放(fàng)大諧(xié)波(bō)電(diàn)流(liú)，使(shǐ)無(wú)功櫃受到(dào)損害，無功櫃在諧(xié)波(bō)較(jiào)大(dà)的場合(hé)建議改造(zào)，同(tóng)時(shí)增(zēng)加(jiā)濾(lǜ)波(bō)裝(zhuāng)置(zhì)，具體(tǐ)方(fāng)案如(rú)下(xià)
：

　　  方案一(yī)
：集中治(zhì)理
：建議配電(diàn)房(fáng)更(gēng)換無功櫃，由於(yú)傳統無(wú)源電容裝置(zhì)在(zài)負(fù)載(zǎi)電流(liú)快(kuài)速變(biàn)化時和電網(wǎng)電(diàn)壓(yā)，電(diàn)流畸變(biàn)率高時無法及時響應(yīng)，同(tóng)時極容(róng)易諧(xié)振，燒(shāo)毀電容器和投(tóu)切開(kāi)關，因此(cǐ)建議選用AnCos-GⅠ型有源無功(gōng)補償裝置(zhì)進(jìn)行無功(gōng)補償(cháng)，該裝(zhuāng)置具備無(wú)極性補(bǔ)償(cháng)，毫(háo)秒級全(quán)響應時(shí)間(jiān)及適(shì)合在(zài)負載快速變(biàn)化(huà)場合(hé)的(dí)特點，同時是(shì)由(yóu)IGBT構成(chéng)的有(yǒu)源型補償(cháng)裝(zhuāng)置(zhì)，不(bù)會諧振(zhèn)。另(lìng)外增加(jiā)AnSin-GⅠ型有源諧波(bō)治理係(xì)統(tǒng)裝置進行(háng)集(jí)中諧(xié)波(bō)治(zhì)理(lǐ)，減(jiǎn)少諧波(bō)對電網，變(biàn)壓(yā)器(qì)及供配(pèi)電(diàn)係(xì)統的(dí)危害(hài)，改(gǎi)善(shàn)供(gōng)電(diàn)係統電(diàn)壓和(hé)電流穩定(dìng)性(xìng)，提升係統的(dí)整體運行(háng)效率(shuài)。

　　  方案二
：就地(dì)治理(lǐ)
：建議在(zài)樓層(céng)配電(diàn)間(jiān)或(huò)電焊機(jī)，點焊機和(hé)衝(chōng)壓機(jī)等(děng)工(gōng)業(yè)負(fù)載(zǎi)（負載(zǎi)變(biàn)比快，畸(jī)變(biàn)率較高）末端加裝(zhuāng)AnSinⅠ型(xíng)有源諧(xié)波治(zhì)理裝置，可(kě)對(duì)2-31次(cì)諧(xié)波進(jìn)行全補償或特定(dìng)次諧波進行(háng)補償，達到終端(duān)治理諧(xié)波的(dí)目(mù)的。

　　6.結(jié)論(lùn)

　　  目前(qián)汽(qì)車製造行(háng)業(yè)中(zhōng)的(dí)設備普遍(biàn)采(cǎi)用(yòng)的是電(diàn)力(lì)電(diàn)子變流(liú)和(hé)控製器件(jiàn)，致(zhì)使(shǐ)車間(jiān)的非綫(xiàn)性(xìng)製造(zào)設備(bèi)負荷的種(zhǒng)類(lèi)和數(shù)量(liáng)大(dà)幅(fú)度增(zēng)加(jiā)，諧(xié)波汙染日(rì)趨嚴重，給配(pèi)電(diàn)係(xì)統和製造設備帶來(lái)巨(jù)大危(wēi)害。但車間的供配(pèi)電係統(tǒng)諧(xié)波問題一直(zhí)沒(méi)得到足夠重視(shì)，諧(xié)波(bō)造成的(dí)變(biàn)壓(yā)器(qì)內(nèi)損和(hé)異常(cháng)發(fā)熱，設備(bèi)故障，使用(yòng)壽命縮短(duǎn)等直(zhí)接(jiē)和間接(jiē)經濟(jì)損失(shī)相當巨(jù)大。通過(guò)對汽車(chē)製造車(chē)間(jiān)供配(pèi)電係統電(diàn)能質量進(jìn)行(háng)研(yán)究，安科(kē)瑞(ruì)為(wéi)汽車製造行業(yè)提供(gōng)了(liǎo)一套完(wán)整的電能治理監測與治理的(dí)係統解(jiě)決方案，使汽(qì)車製(zhì)造行業的電(diàn)能質量(liáng)問題得到(dào)了有效(xiào)的(dí)治理。