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汽車充電站 諧波治理

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供電系統(tǒng)出現(xiàn)諧波如何治理

由于現(xiàn)在科技發(fā)展迅速日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、智能建筑越來(lái)越離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和電力電子PLC控制技術(shù),人們?nèi)粘I钰呄蛑悄芑钪谐霈F(xiàn)越來(lái)越多的現(xiàn)代化電力電子設(shè)備和裝置,如計(jì)算機(jī)、通訊系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備、各種數(shù)字辦公設(shè)備、復(fù)印機(jī)、微波爐、錄像機(jī)、電視機(jī)及各類充電器等日常辦公生活用電器、各類高壓燈具(碘鎢燈、水銀燈、節(jié)能燈、日光燈等),造成了惡劣的諧波環(huán)境,對(duì)保證電力系統(tǒng)和設(shè)備的安全正常運(yùn)行造成了極大的威脅。

目前來(lái)看,電能質(zhì)量治理產(chǎn)品的需求主要來(lái)自污染型電力用戶,如采礦、冶金、化工等,以及對(duì)電能質(zhì)量要求較高的電力用戶,如電信、精密電子、銀行數(shù)據(jù)中心等?梢灶A(yù)見(jiàn),未來(lái)電能質(zhì)量治理需求增長(zhǎng),仍將以這兩類用戶為主。

如圖所示,針對(duì)可控硅整流電源型諧波源,設(shè)置了5、7、11次單調(diào)諧濾波支路。由于特定次數(shù)的諧波電流值與所流經(jīng)支路諧波阻抗成反比,諧波源產(chǎn)生的諧波電流中,80~90%流經(jīng)濾波支路,只有10~20%的諧波電流注入系統(tǒng),起到很好的諧波濾除效果。

為此,影響電網(wǎng)電壓波形質(zhì)量的主要矛盾是非線性用電設(shè)備,也就是說(shuō)非線性用電設(shè)備是主要的諧波源,非線性用電設(shè)備主要有以下四大類:

綜上所述,隨著諧波污染越來(lái)越嚴(yán)重,以及對(duì)電能質(zhì)量要求越來(lái)越高,電能質(zhì)量治理產(chǎn)品將保持旺盛需求,電能質(zhì)量治理行業(yè)也因此迎來(lái)更廣闊前景,發(fā)展勢(shì)頭大好。

近年,隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)與信息時(shí)代的到來(lái),電子計(jì)算機(jī)、精密醫(yī)療儀器、微處理器以及其它數(shù)字化電子設(shè)備應(yīng)用日益普遍;電子計(jì)算機(jī)、微處理器以及其他電子儀器設(shè)備普遍存在對(duì)供電電源的諧波質(zhì)量要求很高的特點(diǎn),由于高次諧波的存在,使得這些高靈敏的電子系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)程序運(yùn)行錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、時(shí)間錯(cuò)誤、死機(jī)、無(wú)故重新啟動(dòng)甚至造成用電設(shè)備永久性損壞,給人們的工作和日常生活造成了巨大損失。一般設(shè)備在“瞬變”發(fā)生頻次20萬(wàn)次/小時(shí)狀態(tài)下工作,電子設(shè)備壽命會(huì)縮短40%,電機(jī)設(shè)備壽命會(huì)縮短30%,照明設(shè)備壽命會(huì)縮短35%~45%據(jù)統(tǒng)計(jì),電子設(shè)備的故障有75%是由于瞬變和浪涌造成的;旧厦慨(dāng)一個(gè)電感性負(fù)荷被切斷時(shí),就會(huì)有比正常電壓的峰值高很多倍的用戶側(cè)高次諧波產(chǎn)生。


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控制變壓器諧波治理

此外,弧電流的波形還有一定的非對(duì)稱性。正是由于弧電流是非正弦波,造成電弧加熱設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的諧波污染比較大,而且多為18次以下的低次諧波污染。其實(shí)電焊機(jī)在上世紀(jì)四、五十年代已廣泛應(yīng)用。由于當(dāng)時(shí)電弧加熱設(shè)備量少,電焊機(jī)應(yīng)用的同時(shí)率就更小了,對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的影響比較小,但發(fā)現(xiàn)在燒電焊時(shí),局部低壓電網(wǎng)的電壓和電流變化很大,有較大的諧波影響。

開(kāi)關(guān)電源設(shè)備應(yīng)用很廣,它的工作原理是先把交流整流成直流,通過(guò)開(kāi)關(guān)管控制變壓器初級(jí)電流的開(kāi)通和關(guān)閉,從而在變壓器二次側(cè)感應(yīng)出電流,供給用電設(shè)備。此外,開(kāi)關(guān)電源的頻率比較高一般在40kHz左右,不僅在整流時(shí)產(chǎn)生諧波,而且在開(kāi)關(guān)管開(kāi)閉時(shí),反射40kHz左右的波至電源。這類用電設(shè)備同樣是單臺(tái)容量不大,但它是應(yīng)用面最廣、量最大的非線性用電設(shè)備,它還有一定量的三次諧波,造成配變的中心線電流居高不下,而且三次諧波還會(huì)通過(guò)配變污染到10kV電網(wǎng)。

SVG具有電流源的特性,輸出容量受母線電壓的影響很小。這一優(yōu)點(diǎn)使SVG用于電壓控制時(shí)具有很大的優(yōu)勢(shì),系統(tǒng)電壓越低,越需要?jiǎng)討B(tài)無(wú)功調(diào)節(jié)電壓,SVG的低電壓特性好,輸出的無(wú)功電流與系統(tǒng)電壓沒(méi)有關(guān)系,可以看作是一個(gè)可控恒定的電流源,系統(tǒng)電壓降低時(shí),仍能輸出額定無(wú)功電流,具備很強(qiáng)的過(guò)載能力;而SVC是阻抗型特性,輸出容量受母線電壓的影響很大,系統(tǒng)電壓越低,輸出無(wú)功電流的能力成比例降低,不具備過(guò)載能力。因此SVG的無(wú)功補(bǔ)償能力與系統(tǒng)電壓無(wú)關(guān),而SVC的無(wú)功補(bǔ)償能力隨系統(tǒng)電壓的下降線性降低。

電網(wǎng)中存在諧波,對(duì)電網(wǎng)供電的質(zhì)量造成影響。濾波是將信號(hào)中特定波段頻率濾除的操作,是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施。諧波治理首先要控制好諧波產(chǎn)生的源頭,其次我們還要通過(guò)增加濾波裝置進(jìn)行諧波的消除。如何正確選擇有效的諧波質(zhì)量方案非常關(guān)鍵。

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