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谐波治理问题较为理想的解决方案是什么?

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谐波治理问题较为理想的解决方案是什么?

发布日期:2018-08-17 作者: 点击:

谐波治理问题较为理想的解决方案

谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,从而产生谐波。谐波频率是基波频率的整倍数,根据法国数学家傅立叶(M.Fourier)分析原理证明,任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。谐波可以I区分为偶次与奇次性,第3、5、7次编号的为奇次谐波,而2、14,6、8等为偶次谐波,如基波为50Hz时,2次谐波为lOOHz,3次谐波则是150Hz。一般地讲,奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中,由于对称关系,偶次谐波已经被消除了,只有奇次谐波存在。对于三相整流负载,出现的谐波电流是6n±1次谐波,例如5、7,11、13、17、19等,变频器主要产生5、7次谐波。

减少回路的阻抗及切断传输线路法

谐波产生的根本原因是由于使用了非线性负载,因此,解决的根本办法是把产生谐波的负载的供电线路和对谐波敏感的负载的供电线路分开(如图2所示)。由于非线性负载引起的畸变电流在电缆的阻抗上产生一个畸变电压降,而合成的畸变电压波形加到与此同一线路上所接的其它负载,引起谐波电流在其上流过。因此,减少谐波危害的措施也可从加大电缆截面积,减少回路的阻抗方式来实现。目前,国内较多采用提高变压器容量,增大电缆截面积,特别是加大中性线电缆截面,以及选用整定值较大的断路器、熔断器等保护元件等办法,但此种方式不能从根本上消除谐波,反而降低了保护特性与功能,又加大了投资,增加供电系统的隐患。从中可知,可以将线性负载与非线性负载从同一电源。

谐波治理

接口点(PCC)就开始分别的电路供电,这样可以使由非线性负载产生的畸变电压不会传导到线性负载上去。这是目前治理谐波问题较为理想的解决方案。

使用无源滤波器有源滤波器

使用无源滤波器其主要是改变在特殊频率下电源的阻抗,适用于稳定、不改变的系统。而使用有源滤波器主要是用于补偿非线性负载。

传统的方式多选用无源滤波器,无源滤波器出现早,因其结构简单、投资少、运行可靠性较高以及运行费用较低,至今仍是谐波抑制的主要手段。LC滤波器是传统的无源谐波抑制装置,它由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成,与谐波源并联,除具有滤波作用外,还有无功补偿的作用。这种装置存在一些较难克服的缺点,主要是容易过载,在过载时会被烧损,可能造成功率因数过引、偿而被罚款;另外,无源滤波器不能受控,因此随着时间的推移,配件老化或电网负载的变动,会使谐振频率发生改变,滤波效果下降。更重要的是无源滤波器只能过滤一种谐波成份(如有的滤波器只能滤除三次谐波),如果过滤不同的谐波频率,则要分别用不同的滤波器,增加设备投资。

使用无谐波污染的绿色变频器

绿色变频器的品质标准是:输入和输出电流都是正弦波,输入功率因数可控,带任何负载时都能使功率因数为1,可获得工频上下任意可控的输出频率。变频器内置的交流电抗器,它能很好的抑制谐波,同时可以保护整流桥不受电源电压瞬间尖波的影响,实践表明,不带电抗器的谐波电流明显高于带电抗器产生的谐波电流。为了减少谐波污染造成的干扰,在变频器的输出回路安装噪声滤波器。并且在变频器允许的情况,降低变频器的载波频率。另外,在大功率变频器中,通常使用12脉冲或18脉冲整流,这样在电源中,通过消除低次谐波来减少谐波含量。例如12脉冲,低的谐波是11次、13次、23次、25次谐波。依次类推,对于18脉冲,低的谐波是17次和19次谐波。

变频器中应用的低谐波技术可,归纳如下:①逆变单元的并联多重化,采用2个或多个逆变单元并联,通过波形叠加抵消谐波分量。②整流电路的多重化,在PWM变频器中采用121脉冲、18脉冲或者24脉冲的整流,以减少谐波。③逆变单元的串联多重化,采用30脉冲的串联逆变单元多重化线路,其谐波可减少到很小。④采用新的变频调制方法,如电压矢量的菱形调制等。目前,许多变频器制造厂商已非常重视谐波问题,在设计时已从技术手段上保证了变频器的绿色化,从而在根本上解决谐波问题。


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关键词:谐波治理

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