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無功補償兼諧波治理

無功補償兼諧波治理

諧波危害

交流整流直流用電設備的諧波產(chǎn)生的原因是由于整流設備有一個閥電壓,在小于閥電壓時,電流為零。這類用電設備為了提供平穩(wěn)的直流電源,在整流設備中加入了儲能元件(濾波電容和濾波電感),從而使閥電壓提高,加激了諧波的產(chǎn)生量。為了控制直流用電設備的電壓和電流,在整流設備中應用了可控硅,這使得該類設備的諧波污染更嚴重,而且諧波的次數(shù)比較低。

成都諧波電流治理

諧波治理與無功補償

如圖所示,針對可控硅整流電源型諧波源,設置了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。

近年,隨著知識經(jīng)濟與信息時代的到來,電子計算機、精密醫(yī)療儀器、微處理器以及其它數(shù)字化電子設備應用日益普遍;電子計算機、微處理器以及其他電子儀器設備普遍存在對供電電源的諧波質(zhì)量要求很高的特點,由于高次諧波的存在,使得這些高靈敏的電子系統(tǒng)中運行時,經(jīng)常出現(xiàn)程序運行錯誤、數(shù)據(jù)錯誤、時間錯誤、死機、無故重新啟動甚至造成用電設備永久性損壞,給人們的工作和日常生活造成了巨大損失。一般設備在“瞬變”發(fā)生頻次20萬次/小時狀態(tài)下工作,電子設備壽命會縮短40%,電機設備壽命會縮短30%,照明設備壽命會縮短35%~45%據(jù)統(tǒng)計,電子設備的故障有75%是由于瞬變和浪涌造成的。基本上每當一個電感性負荷被切斷時,就會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。

開關電源設備應用很廣,它的工作原理是先把交流整流成直流,通過開關管控制變壓器初級電流的開通和關閉,從而在變壓器二次側(cè)感應出電流,供給用電設備。此外,開關電源的頻率比較高一般在40kHz左右,不僅在整流時產(chǎn)生諧波,而且在開關管開閉時,反射40kHz左右的波至電源。這類用電設備同樣是單臺容量不大,但它是應用面最廣、量最大的非線性用電設備,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,而且三次諧波還會通過配變污染到10kV電網(wǎng)。


無功補償兼諧波治理

變頻器出線側(cè)諧波治理方案

3.是用電設備產(chǎn)生的諧波:晶閘管整流設備。由于晶閘管整流在電力機車、鋁電解槽、充電裝置、開關電源等許多方面得到了越來越廣泛的應用,給電網(wǎng)造成了大量的諧波。我們知道,晶閘管整流裝置采用移相控制,從電網(wǎng)吸收的是缺角的正弦波,從而給電網(wǎng)留下的也是另一部分缺角的正弦波,顯然在留下部分中含有大量的諧波。如果整流裝置為單相整流電路,在接感性負載時則含有奇次諧波電流,其中3次諧波的含量可達基波的 30%;接容性負載時則含有奇次諧波電壓,其諧波含量隨電容值的增大而增大。如果整流裝置為三相全控橋6脈整流器,變壓器原邊及供電線路含有5次及以上奇次諧波電流;如果是12脈沖整流器,也還有11次及以上奇次諧波電流。經(jīng)統(tǒng)計表明:由整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近40%,這是最大的諧波源。

常規(guī)有源濾波最高處理諧波2-65次無法消除高次諧波危害;ZRsineH諧波保護器正是針對用戶側(cè)高次諧波(2kHz-2OMHz)的污染,為用電設備提供諧波保護,改善越來越惡劣的電能質(zhì)量的設備,諧波保護器采用了超微晶合金材料與創(chuàng)新科技的特別電路,對用電設備產(chǎn)生的隨即用戶側(cè)高次諧波和高頻噪聲、尖峰脈沖等干擾具有抑制和吸收作用;隨時跟蹤電源波形,瞬時濾除電源中的尖峰、用戶側(cè)諧波、雜波,矯正因諧波影響而產(chǎn)生畸變的電源波形;對噪聲進行消化,改善電源波形,使電網(wǎng)電源波形變得光滑清潔,即提高了電網(wǎng)質(zhì)量,又保證了儀器設備的正常運行。

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)點使SVG用于電壓控制時具有很大的優(yōu)勢,系統(tǒng)電壓越低,越需要動態(tài)無功調(diào)節(jié)電壓,SVG的低電壓特性好,輸出的無功電流與系統(tǒng)電壓沒有關系,可以看作是一個可控恒定的電流源,系統(tǒng)電壓降低時,仍能輸出額定無功電流,具備很強的過載能力;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,輸出無功電流的能力成比例降低,不具備過載能力。因此SVG的無功補償能力與系統(tǒng)電壓無關,而SVC的無功補償能力隨系統(tǒng)電壓的下降線性降低。

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