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諧波治理問題較為理想的解決方案是什麼?

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諧波治理問題較為理想的解決方案是什麼?

發布日期:2018-08-17 作者: 點擊:

諧波治理問題較為理想的解決方案

諧波産生的根本原因是由于非線性負載所緻。當電流流經負載時,與所加的電壓不呈線性關系,就形成非正弦電流,從而産生諧波。諧波頻率是基波頻率的整倍數,根據法國數學家傅立葉(M.Fourier)分析原理證明,任何重複的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數的諧波的正弦波分量。諧波是正弦波,每個諧波都具有不同的頻率,幅度與相角。諧波可以I區分為偶次與奇次性,第3、5、7次編号的為奇次諧波,而2、14,6、8等為偶次諧波,如基波為50Hz時,2次諧波為lOOHz,3次諧波則是150Hz。一般地講,奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大。在平衡的三相系統中,由于對稱關系,偶次諧波已經被消除了,隻有奇次諧波存在。對于三相整流負載,出現的諧波電流是6n±1次諧波,例如5、7,11、13、17、19等,變頻器主要産生5、7次諧波。

減少回路的阻抗及切斷傳輸線路法

諧波産生的根本原因是由于使用了非線性負載,因此,解決的根本辦法是把産生諧波的負載的供電線路和對諧波敏感的負載的供電線路分開(如圖2所示)。由于非線性負載引起的畸變電流在電纜的阻抗上産生一個畸變電壓降,而合成的畸變電壓波形加到與此同一線路上所接的其它負載,引起諧波電流在其上流過。因此,減少諧波危害的措施也可從加大電纜截面積,減少回路的阻抗方式來實現。目前,國内較多采用提高變壓器容量,增大電纜截面積,特别是加大中性線電纜截面,以及選用整定值較大的斷路器、熔斷器等保護元件等辦法,但此種方式不能從根本上消除諧波,反而降低了保護特性與功能,又加大了投資,增加供電系統的隐患。從中可知,可以将線性負載與非線性負載從同一電源。

諧波治理

接口點(PCC)就開始分别的電路供電,這樣可以使由非線性負載産生的畸變電壓不會傳導到線性負載上去。這是目前治理諧波問題較為理想的解決方案。

使用無源濾波器有源濾波器

使用無源濾波器其主要是改變在特殊頻率下電源的阻抗,适用于穩定、不改變的系統。而使用有源濾波器主要是用于補償非線性負載。

傳統的方式多選用無源濾波器,無源濾波器出現早,因其結構簡單、投資少、運行可靠性較高以及運行費用較低,至今仍是諧波抑制的主要手段。LC濾波器是傳統的無源諧波抑制裝置,它由濾波電容器、電抗器和電阻器适當組合而成,與諧波源并聯,除具有濾波作用外,還有無功補償的作用。這種裝置存在一些較難克服的缺點,主要是容易過載,在過載時會被燒損,可能造成功率因數過引、償而被罰款;另外,無源濾波器不能受控,因此随着時間的推移,配件老化或電網負載的變動,會使諧振頻率發生改變,濾波效果下降。更重要的是無源濾波器隻能過濾一種諧波成份(如有的濾波器隻能濾除三次諧波),如果過濾不同的諧波頻率,則要分别用不同的濾波器,增加設備投資。

使用無諧波污染的綠色變頻器

綠色變頻器的品質标準是:輸入和輸出電流都是正弦波,輸入功率因數可控,帶任何負載時都能使功率因數為1,可獲得工頻上下任意可控的輸出頻率。變頻器内置的交流電抗器,它能很好的抑制諧波,同時可以保護整流橋不受電源電壓瞬間尖波的影響,實踐表明,不帶電抗器的諧波電流明顯高于帶電抗器産生的諧波電流。為了減少諧波污染造成的幹擾,在變頻器的輸出回路安裝噪聲濾波器。并且在變頻器允許的情況,降低變頻器的載波頻率。另外,在大功率變頻器中,通常使用12脈沖或18脈沖整流,這樣在電源中,通過消除低次諧波來減少諧波含量。例如12脈沖,低的諧波是11次、13次、23次、25次諧波。依次類推,對于18脈沖,低的諧波是17次和19次諧波。

變頻器中應用的低諧波技術可,歸納如下:①逆變單元的并聯多重化,采用2個或多個逆變單元并聯,通過波形疊加抵消諧波分量。②整流電路的多重化,在PWM變頻器中采用121脈沖、18脈沖或者24脈沖的整流,以減少諧波。③逆變單元的串聯多重化,采用30脈沖的串聯逆變單元多重化線路,其諧波可減少到很小。④采用新的變頻調制方法,如電壓矢量的菱形調制等。目前,許多變頻器制造廠商已非常重視諧波問題,在設計時已從技術手段上保證了變頻器的綠色化,從而在根本上解決諧波問題。


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關鍵詞:諧波治理

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