此外,弧電流的波形還有一定的非對稱性。正是由于弧電流是非正弦波,造成電弧加熱設(shè)備對電網(wǎng)的諧波污染比較大,而且多為18次以下的低次諧波污染。其實電焊機在上世紀四、五十年代已廣泛應(yīng)用。由于當(dāng)時電弧加熱設(shè)備量少,電焊機應(yīng)用的同時率就更小了,對整個電網(wǎng)的影響比較小,但發(fā)現(xiàn)在燒電焊時,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,通過開關(guān)管控制變壓器初級電流的開通和關(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,開關(guān)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(guān)管開閉時,反射40kHz左右的波至電源。這類用電設(shè)備同樣是單臺容量不大,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,而且三次諧波還會通過配變污染到10kV電網(wǎng)。
高次諧波頻率可能和雜散的電網(wǎng)電感及功率因數(shù)補償(PFC)設(shè)備組合的諧波頻率形成并聯(lián)諧振回路,諧振電路引起的諧波放大使電壓和電流波形畸變更為嚴重,從而導(dǎo)致設(shè)備過早 出現(xiàn)故障。諧波保護器消除了諧波污染,確保了功率因數(shù)補償設(shè)備的使用壽命
交流整流再逆變用電設(shè)備,在交流變直流過程中產(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。
電能質(zhì)量的好壞關(guān)系著一國經(jīng)濟的總體效益,在美國每年就因電能質(zhì)量問題造成直接或間接損失260億美元。鑒于此,我國必須高度重視起電能質(zhì)量治理。
對于諧波分量而言,隱極機優(yōu)于凸極機,但隨著科技進步,可控硅、IGBT等電子勵磁裝置的投入,使發(fā)電機的諧波分量有所上升。當(dāng)發(fā)電機的端電壓高于額定電壓的10%以上時,由于電機的磁飽和,會使電壓的三次諧波明顯增加。同樣在變壓器的電源側(cè)電壓超過額定電壓10%以上時,也會使二次側(cè)電壓的三次諧波明顯增加。由于電網(wǎng)電壓偏移在±7%以下,所以發(fā)電、變電設(shè)備產(chǎn)生的諧波分量都比較小,比國家的考核標準低的多,因此發(fā)電、變電設(shè)備不是影響電網(wǎng)電壓波形方面質(zhì)量的主要矛盾。
另一方面,隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)工藝的進步,大量使用了精密設(shè)備、智能設(shè)備、自動化生產(chǎn)線等。這些設(shè)備或生產(chǎn)線需要要求更高的供電質(zhì)量,否則會影響生產(chǎn)或使用。因此,電能質(zhì)量必須及時跟進,以確保生產(chǎn)、生活的正常運行。
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(guān)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(guān),而SVC的無功補償能力隨系統(tǒng)電壓的下降線性降低。無源濾波器受系統(tǒng)阻抗影響嚴重,存在諧波放大和共振的危險;而有源濾波不受影響。