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。
交流整流再逆變用電設(shè)備,在交流變直流過(guò)程中產(chǎn)生的諧波與上述的交流整流直流用電設(shè)備一樣,它在直流逆變成交流時(shí)又有逆變波形反射到交流電流,這類設(shè)備產(chǎn)生的諧波分量不僅有低次諧波,也有高次諧波。
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。
3.是用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波:晶閘管整流設(shè)備。由于晶閘管整流在電力機(jī)車、鋁電解槽、充電裝置、開(kāi)關(guān)電源等許多方面得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)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(fù)載時(shí)則含有奇次諧波電流,其中3次諧波的含量可達(dá)基波的 30%;接容性負(fù)載時(shí)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(jì)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。
電能質(zhì)量的好壞關(guān)系著一國(guó)經(jīng)濟(jì)的總體效益,在美國(guó)每年就因電能質(zhì)量問(wèn)題造成直接或間接損失260億美元。鑒于此,我國(guó)必須高度重視起電能質(zhì)量治理。
由于設(shè)備自身產(chǎn)生的接地電流在設(shè)備和真實(shí)地之間會(huì)引發(fā)一個(gè)電壓降,當(dāng)噪聲頻率比較高的時(shí)候,很容易噪聲計(jì)算機(jī)電子設(shè)備、PLC、電機(jī)電器等電腦死機(jī)。
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。
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。基本上每當(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。