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谐波治理

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  • 发布时间:2013/9/17 9:20:56
  • 作者:银河电气

谐波的定义

  电能质量的好坏,直接影响到工业产品的质量,评价电能质量有三方面标准。首先是电压方面,它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等;其次是频率波动;最后是电压的波形质量,即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率,也就是谐波所占的比重。

  随着科学技术的发展,随着工业生产水平和人民生活水平的提高,非线性用电设备在电网中大量投运,造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。它不仅增加了电网的供电损耗,而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行,造成了这些装置的误动与拒动,直接威胁电网的安全运行。举个常见的例子来说,电子节能灯在使用量所占比重较小的电网中运行,的确比常用的白炽灯好,不仅亮度高又省电,而且使用寿命也长。但是相反,在大量投运节能灯后,就会发现节能灯的损坏率大大提高。这是由于节能灯是非线性负荷,它产生较大的谐波污染了这一片电网,造成三相负荷基本平衡情况下,中心线电流居高不下,线电压与相电压之比比1要小得多,造成了该片电网供电质量下降,用电设备发热增加,电网线损增加,使得该区的配变发热严重,严重影响其使用寿命。因此我们对非线性用电设备进行谐波治理,使谐波分量不超过国家标准。

谐波治理的方法

  谐波的治理主要采用无源滤波装置和有源滤波器。

  1、无源滤波装置主要采用LC回路,并联于系统中,LC回路的设定,只能针对于某一次谐波,即针对于某一个频率为低阻抗,使得该频率流经为其设定的LC回路,达到消除(滤除)某一频率的谐波的目的。LC回路在滤除谐波的同时,在基波对系统进行无功补偿。这种滤波装置简单,成本低,但不能滤除干净。其主要元件为投切开关、电容器、电抗器以及保护和控制回路。LC回路的谐振频率设定在需要滤除的谐波频率上,例如5次、7次、11次谐振点上,达到滤除这3次谐波的目的。其成本低,但滤波效果不太好,如果谐振频率设定得不好,会与系统产生谐振。市场上流通较多的采取的滤波方法就是这一种,主要是因为低成本,用户容易接受。虽滤波的效果较差,只要满足国家对谐波的限制标准和电力部门对无功的要求就行了。由于其低成本,市场的需求也就大,一般而言,低压0.4KV系统大多数采用无源滤波方式,高压10KV几乎都是采用这种方式对谐波进行治理。由于我国的中小企业大多数是私有的,业主对谐波的危害认识不足,一般不愿意拿出大量的经费来治理谐波,而有的企业由于谐波的含量太大,常规的无功补偿不能凑效,供电部门对无功的要求又是十分严格的,达不到就要罚款。因此,业主不得不要求滤波。因而,其市场的前景可观,经济效益也就可观了。

  2、有源电力滤波器。这种滤波器是用电力电子元件产生一个大小相等,但方向相反的谐波电流,用以抵销网络中的谐波电流,这种装置的主要元件是大功率电力电子器件,成本高,在其额定功率范围内,原则上能全部滤除干净。有源谐波滤除装置是在无源滤波的基础上发展起来的,它的滤波效果好,在其额定的无功功率范围内,滤波效果是百分之百的。它主要是由电力电子元件组成电路,使之产生一个和系统的谐波同频率、同幅度,但相位相反的谐波电流与系统中的谐波电流抵消。但由于受到电力电子元件耐压,额定电流的发展限制,成本极高,其制作也较之无源滤波装置复杂得多,成本也就高得多了。其主要的应用范围是计算机控制系统的供电系统,尤其是写字楼的供电系统,工厂的计算机控制供电系统。对单台的装置而言,其利润是可观的,但用户一般不愿意用有源滤波,对于谐波的含量,不必滤得太干净,只要不危害其他用电器也就可以了。


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