谐波抑制的方法及其特点(优选参考)
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抑制谐波干扰常用的方法1.滤波器:应用良好设计的滤波器可以有效地降低谐波干扰。
滤波器可分为有源滤波器和无源滤波器两类。
有源滤波器通过输入与谐波相反的相位来实现谐波的抵消,而无源滤波器则通过吸收谐波的能量来消除谐波。
2.降低谐波发生源:降低谐波发生源的数量和强度也是有效抑制谐波的方法之一、可以采用合适的电源,避免使用产生大量谐波的设备,或者通过更换谐波发生源的设计和运行来降低其谐波产生量。
3.电力电子设备的设计优化:电力电子设备是电力系统中可能产生谐波的常见源。
通过对电力电子设备的设计进行优化,可以减少其产生的谐波。
例如,在设计中应用合适的滤波器和补偿装置,或者使用降低谐波的控制方法,都可以有效地减少谐波干扰。
4.使用变压器:变压器可以提供一定程度的谐波抑制功能。
在电力系统中,通过使用适当设计的谐波隔离变压器,可以有效地降低谐波的传播和干扰。
这是因为谐波对于变压器的阻抗通常较高,可以将谐波限制在变压器较小的区域内。
5.谐波滤波器的安装和调整:谐波滤波器是一种专门用于抑制谐波的装置。
通过安装谐波滤波器,可以在电力系统中选择性地去除谐波成分。
滤波器的调整需要深入研究电力系统的谐波特性,并根据实际情况进行适当的选择和设置。
6.谐波监测和控制:谐波监测和控制系统可以实时监测电力系统中的谐波情况,并采取相应的控制策略来抑制谐波。
这可以通过在线监测设备、谐波分析仪和自动控制装置实现。
当系统中的谐波水平超过预设阈值时,控制系统可以自动启动滤波器等设备来抑制谐波干扰。
7.谐波抑制转换器:谐波抑制转换器是一种特殊的电力电子装置,可以通过改变其频率和幅度来抑制谐波。
这种转换器通常应用在大功率电力系统中,可以降低对网络的谐波干扰。
总的来说,抑制谐波干扰的方法涉及系统设计、设备优化、滤波器安装调整和监测控制等多个方面。
通过综合运用这些方法,可以有效地减少谐波的产生和传播,提高电力系统的质量和稳定性。
抑制谐波电动势的方法
在电力系统中,谐波电动势是一种常见的问题,它会导致电力设备的损坏和系统的不稳定。
因此,我们需要采取一些方法来抑制谐波电动势,以保证系统的正常运行和设备的安全性。
本文将介绍一些常用的方法来抑制谐波电动势,希望对读者有所帮助。
首先,我们可以采用滤波器来抑制谐波电动势。
滤波器是一种能够将谐波电流或电压滤除的装置,它可以有效地降低系统中的谐波电动势。
常见的滤波器包括有源滤波器和无源滤波器,它们可以根据系统的实际情况进行选择和应用。
其次,我们可以采用谐波抑制变压器来抑制谐波电动势。
谐波抑制变压器是一种专门用于抑制谐波的变压器,它可以有效地将系统中的谐波电动势降低到一个可接受的水平。
通过合理地设计和选择谐波抑制变压器,可以有效地解决系统中的谐波问题。
此外,我们还可以采用谐波电流抑制器来抑制谐波电动势。
谐波电流抑制器是一种能够抑制系统中谐波电流的装置,它可以有效地降低系统中的谐波电动势。
通过合理地配置和使用谐波电流抑制器,可以有效地改善系统的谐波问题。
最后,我们还可以采用谐波电抗器来抑制谐波电动势。
谐波电抗器是一种能够提供对谐波电动势的阻抗的装置,它可以有效地降低系统中的谐波电动势。
通过合理地配置和使用谐波电抗器,可以有效地改善系统的谐波问题。
综上所述,抑制谐波电动势是电力系统中的重要问题,我们可以采用滤波器、谐波抑制变压器、谐波电流抑制器和谐波电抗器等方法来解决这一问题。
这些方法各有特点,可以根据系统的实际情况进行选择和应用,以保证系统的正常运行和设备的安全性。
希望本文对读者有所帮助,谢谢阅读。
电力谐波抑制技术及解决方案资料电力谐波是电力系统中一种频率偏离基波频率的波形,它们是电力设备的非线性因素引起的。
谐波会导致电网电压和电流的畸变,对电力设备的正常运行造成影响甚至损坏设备。
因此,抑制电力谐波成为了电力系统设计和运行中一个重要的问题。
下面将介绍电力谐波抑制的几种技术及解决方案:1.谐波滤波器:谐波滤波器是一种专门设计用于抑制电力谐波的装置。
它通过选择特定的滤波器参数来消除特定频率的谐波。
谐波滤波器通常由电抗器和电容器组成,可以以并联或串联的方式连接到电力系统中,以抑制电网中的谐波。
2.谐波自适应控制:谐波自适应控制是一种通过实时监测电力系统中的谐波情况,并根据需要自动调整电力设备的工作状态以抑制谐波的技术。
这种技术通常利用数字信号处理和控制算法来实现。
3.软开关技术:软开关技术是一种改善电力系统中非线性负载造成的谐波问题的方法。
它通过控制开关状态的切换时机和方式来减小谐波的产生。
软开关技术可以通过改进开关器件和控制策略来实现。
4.谐波抑制变压器:谐波抑制变压器是一种特殊设计的变压器,用于抑制电力系统中的谐波。
它可以通过调整变压器的参数和结构来提供对特定谐波频率的有效抑制。
5.谐波滤波器和UPQ设备结合使用:UPQ设备是一种将滤波器与有源电力滤波器相结合的装置。
它可以消除电力谐波,并对电网中的其他电力质量问题如电压波动、电压不平衡等进行修正。
总的来说,抑制电力谐波的技术和解决方案可以通过滤波器、自适应控制、软开关技术、谐波抑制变压器和结合使用谐波滤波器和UPQ设备等方式来实现。
这些技术和解决方案可根据具体情况选择使用,以提高电力系统的稳定性和可靠性。
谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。
关于“谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法”的详细说明。
1.谐波的产生和危害有哪些1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗,降低了输变电及用电设备的效率。
2.谐波可以通过电网传导到其他的电器,影响了许多电气设备的正常运行,比如谐波会使变压器产生机械振动,使其局部过热,绝缘老化,寿命缩短,以至于损坏;还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大。
4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作,使电气仪表计量不准确,甚至无法正常工作。
5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰,严重时使系统无法得到正确的检测信号,或使控制系统紊乱。
2.谐波的抑制方法(一)降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取治理措施,从源头上最大限度地避免谐波的产生。
这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时,要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响,采取切实可行的治理措施。
用电业务管理部门要严格把关,对于没有采取治理措施的谐波源用户,要禁止其入网运行。
(二)在谐波源处吸收谐波电流这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法,也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。
其主要方法有以下几种:1.无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧,由L、C、R元件构成谐振回路,当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时,即可阻止该次谐波流入电网。
这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点,是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。
2.有源滤波器有源滤波器即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。
3.防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。
谐波危害及抑制谐波的方法谐波是指频率高于基波的电磁波,它们会频繁出现在我们的电力系统和其他电力设备中。
虽然谐波在一些应用中可产生有益效果,但在大多数情况下,它们都是一种电力质量问题,会给电力系统和其他设备带来一系列危害。
1.设备损坏:谐波会增加设备内的电流和电压,导致设备发热加剧,并可能引起设备元件过热、熔断或焚毁。
此外,频繁的谐波还会引起设备的机械振动,造成设备损坏。
2.电力系统不稳定:谐波引起系统的电流和电压的波形失真,导致电力系统不稳定。
此外,谐波会导致电力系统中的谐振现象,这些谐振可以引起电力系统中的电流和电压急剧增加,可能破坏设备。
3.通信干扰:谐波会产生大量的高频干扰信号,这些信号可能干扰无线通信和其他电磁波设备的正常运行。
在高度电子化的社会中,这种通信干扰可能会带来严重的问题。
为了抑制谐波带来的危害,可以采取以下方法:1.装置谐波滤波器:谐波滤波器用于减小电力系统中的谐波。
滤波器通常会将谐波通过处理电路转化成其他形式,或者将它们绕过电力系统,以防止它们对设备和系统产生影响。
2.使用变压器:变压器可以用来减小谐波的影响。
通过在电力系统中安装特定的谐波抑制变压器,可以将谐波电流限制在合理的范围内,从而降低谐波的危害。
3.电源滤波器:为敏感设备提供干净的电力供应也是一种有效的抑制谐波的方法。
电源滤波器可以滤除电力供应中的谐波元素,从而降低谐波对设备的危害。
4.合理的电源设计:在电力系统设计阶段,可以采取一些措施来减小谐波的生成。
例如,选择适当的线路,减小高谐波的产生,或者选择低谐波的电力设备。
5.故障检测和维护:及时发现和处理设备和系统中的谐波问题至关重要。
定期进行电力设备的检查和维护,可以发现并消除谐波带来的潜在危害。
总而言之,谐波在电力系统和其他电力设备中的存在可能带来很多危害。
为了抑制这些危害,我们可以采取各种措施,包括使用谐波滤波器、变压器、电源滤波器、合理的电源设计以及进行定期的检查和维护。
谐波抑制的方法及其特点谐波抑制是指在电力系统中,通过各种技术手段来减小或消除系统中的谐波,以保证系统的稳定运行和电能质量的提高。
谐波对电力系统的影响主要表现在电源侧产生电能浪费、设备过热和电力系统的持续稳定性等方面。
下面将介绍一些常用的谐波抑制方法及其特点。
1.无功补偿方法无功补偿是通过在电力系统中引入无功电流,通过与谐波电流进行干涉或互相对抗来实现谐波抑制的目的。
根据无功补偿方式的不同,可以分为静态无功补偿和动态无功补偿两类。
静态无功补偿是指通过在电力系统中连接静止的无功补偿装置,如电容器组或者电感器组,并采用并联或者串联的方式补偿谐波功率。
静态无功补偿适用于较小规模、较低谐波频率的谐波问题。
特点是结构简单、投资成本低,但对谐波的抑制能力有一定限制。
动态无功补偿是指通过在电力系统中连接可以根据网侧电压和电流动态调整的电力电子装置,来实时地进行无功补偿。
动态无功补偿器可以根据谐波电流的频率和相位进行自适应地补偿。
特点是可靠性高、补偿能力强,适用于大规模、高谐波频率的谐波问题。
2.谐波滤波器谐波滤波器是一种通过滤除谐波电流或电压来实现谐波抑制的设备。
它由各种谐波滤波器元件(如电感、电容器、电阻等)组成,通过选择适当的元件参数和连接方式,可以在不同频率的谐波上实现良好的抑制。
谐波滤波器可以分为被动滤波器和主动滤波器两种。
被动滤波器是指通过合理选择谐波滤波器的元件参数和连接方式,在电力系统的敏感载荷端或供电侧连接谐波滤波器,以吸收或滤除谐波电流或电压。
被动滤波器结构简单、可靠性高,但对谐波内容和负载变化敏感,需要定期维护和调整。
主动滤波器是指通过控制电力电子开关装置工作时序,实时地感知谐波电流并进行相应的抗谐波干涉,以达到谐波抑制的目的。
主动滤波器具有自适应性强、动态响应速度快、滤波能力强等特点,适用于高谐波内容、频率变化较大的系统。
3.绝缘调频(PWM)技术绝缘调频技术是一种通过采用电力电子器件,通过调节电压和电流的幅值、频率和相位等参数,实现对谐波的抑制。
电力谐波的产生原因及抑制方法电力谐波是指电力系统中产生的非正弦波形,它由于交流电系统中的非线性负载、电力线上的电容器和电感器等因素引起。
电力谐波在电力系统中的存在可能会导致设备的故障、能源浪费和电网负载能力的下降。
因此,对电力谐波的产生进行有效的抑制是非常重要的。
1.非线性负载:非线性负载是电力谐波的主要源头。
非线性负载通常包括电力电子设备,如电视、计算机、UPS电源、逆变器、风力发电机等。
这些设备的工作原理会产生非线性电流,进而导致电网中谐波的产生。
2.电容器和电感器:电容器和电感器也会对电力谐波的产生做出贡献。
在电力系统中,电容器和电感器常用于无功补偿和电能储存。
然而,由于电容器和电感器的等效电路具有谐振特性,它们会对电力谐波起到放大的作用。
3.电网接地方式:电网的接地方式也会影响电力谐波的产生。
当电网采用不完全中性接地时,地线电流会导致电子设备的谐波污染。
抑制电力谐波的方法有多种,下面将介绍几种常见的方法:1.优化电力系统设计:对于新建的电力系统,可以采用谐波抑制措施进行设计。
例如,将非线性负载远离主要的电源和敏感设备,减少非线性负载对谐波的干扰。
2.增加电力系统的容量:增加系统容量可以降低电力谐波对设备的影响。
通过增加设备的容量,可以减少设备的负载率,从而降低了负载谐波。
3.应用谐波滤波器:谐波滤波器是目前应用最广泛的抑制电力谐波的方法之一、谐波滤波器可将电力谐波从电网中滤除,从而减少对设备的影响。
4.提高设备的抗谐波能力:可以通过改善设备的设计或增加额外的抗谐波装置,使得设备能够更好地抵抗电力谐波的干扰。
5.加强监测和管理:及时监测电力谐波的产生和影响程度,对于谐波超标的情况进行调整和管理。
可以采用在线监测系统对电力谐波进行实时监测,并根据监测结果采取适当的措施。
综上所述,电力谐波的产生原因主要是非线性负载、电容器和电感器以及电网接地方式等因素的综合作用。
为了有效抑制电力谐波,需要采用适当的方法,包括优化电力系统设计、增加系统容量、应用谐波滤波器、提高设备的抗谐波能力以及加强监测和管理等。
电力系统谐波基本分析方法抑制方法電力系統諧波----基本原理、分析方法、抑制方法【摘要】变频器在工业生产中无可比拟的优越性,使越来越多的系统和装置采用变频器驱动方案,而且采用变频器驱动电动机系统因其节能效果明显,调节方便维护简单,网络化等优点,而被越来越多应用,但它非线性,冲击性用电工作方式,带来干扰问题亦倍受关注。
一台变频器来讲,它输入端和输出端都会产生高次谐波,输入端谐波会输入电源线对公用电网产生影响。
本文从变频器产生的谐波原理、谐波测试分析方法,谐波的抑制方法方面进行探讨。
【关键词】电力系统,变频器,谐波分析,谐波抑制。
【引言】谐波存在于电力系统已经很多年了,但是,近年来,随着技术的发展成熟,越来越多的设备系统为提高可靠性和效率广泛采用电力电子变频器,而且电力公司为降低设备所需的额定值以及线路损耗和电压降落,强制要求电力用户提高其自身的功率因数,而电力用户及工厂端改善功率因数的方法是使用功率因数补偿器—电容模组,这两种情况的出现,使得电力系统的谐波问题变得更加严重。
电力用户和工厂端普遍使用的变速传动和电力电子设备是产生这一现象的根源,而这些设备与功率因数校正电容模组之间的相互作用导致了电压和电流的放大效应;半导体电子工业的迅猛发展也导致了大批精密设备的诞生,与过去粗笨的设备相比,这些设备对电力公司供给的电能质量更加敏感,但同时也导致交流电流和电压稳态波形的畸变。
而为了得到可靠清洁的电力能源,人们必须面对电流和电压畸变的问题,而电流和电压的畸变的主要形式是谐波畸变。
【正文】1、变频器谐波产生从结构来看,变频器可分为间接变频和直接变频两大类。
间接变频将工频电流整流器变成直流,然后再由逆变器将直流变换成可控频率交流。
直接变频器则将工频交流变换成可控频率交流,没有中间直流环节。
它每相都是一个两组晶闸管整流装置反并联可逆线路。
正反两组按一定周期相互切换,负荷上就获了交变输出电压,幅值决定于各整流装置控制角,频率决定于两组整流装置切换频率。
电力系统谐波的危害及其常用抑制方法电力系统中的谐波是指频率为基波频率的整数倍的电压和电流成分,它们在电力系统中的存在会引起一系列的问题和危害。
下面将详细介绍电力系统谐波的危害及其常用抑制方法。
一、谐波的危害1.电压失真:谐波的存在会使电压波形发生畸变,进而导致电压的失真,使电力设备无法正常运行。
电压失真还会对电力设备造成较大的冲击和损害,缩短设备的寿命。
2.系统能效下降:谐波会导致电力系统中电流的失真,由于谐波电流引起的额外功耗,使得系统能效下降。
这会导致电力设备的能耗增加,降低整个系统的效率。
4.电磁兼容性问题:谐波信号会干扰电力系统周围的其他电子设备,导致电磁兼容性问题。
这会对邻近的电子设备造成干扰,影响设备的正常运行。
5.高频谐波产生的热问题:高频谐波会导致电力设备产生过多的热量,进而引起绝缘材料的老化和烧损,甚至造成火灾。
这对电力系统的安全性构成严重威胁。
二、谐波抑制的常用方法1.变压器和电机的设计优化:在变压器和电机的设计中考虑谐波的影响,通过选择合适的材料和结构,减小谐波对设备的影响。
例如,在电机设计中,可以增加骨架的厚度或配置合适的磁路副将谐波分向其他通道。
2.滤波器的应用:安装合适的滤波器可以有效地抑制谐波。
滤波器可以通过改变电源电路的阻抗特性,将谐波电流引向滤波器,从而减小谐波的水平。
4.负载侧的谐波抑制:对于谐波敏感的设备,可以在负载侧采取一些措施来抑制谐波。
例如,使用谐波阻抗装置或磁性隔离器等。
5.教育和培训:提高电力系统从业人员对谐波问题的认识和理解,增强其对谐波抑制方法的应用能力,能够及时发现和解决谐波问题。
总之,谐波对电力系统的危害不容忽视。
为了保证电力系统的正常运行和设备的安全性,需要采取有效的措施来抑制谐波。
以上所提到的方法是目前常用的谐波抑制方法,但需要根据具体情况选择合适的方法。
电力系统的谐波分析与抑制电力系统是现代社会不可或缺的重要基础设施,但是在电力系统的运行中,谐波问题一直是一个严重的挑战。
谐波的存在会导致电网负荷异常、设备损坏甚至系统崩溃,因此对于电力系统的谐波分析与抑制显得尤为重要。
一、谐波分析的意义谐波是指与基波频率成整数倍关系的频率成分,通常被表示为n倍频,其中n为整数。
谐波产生的原因多种多样,如电力电子设备、非线性负载以及谐波污染等。
因此,谐波分析是了解系统谐波特性与问题的重要手段。
谐波分析的首要任务是确定谐波电压和电流的幅值与相位。
这可以通过使用精确的测试设备和专业的谐波分析软件来实现。
在进行分析过程中,需要确保测试设备的准确性和可靠性,并遵循适当的测试方法与标准。
谐波分析的结果将为后续的谐波抑制提供必要的依据。
二、谐波抑制的方法谐波抑制是电力系统维护与稳定运行的重要手段。
以下几种方法是常用的谐波抑制技术。
1. 调整系统结构与连接这是一种主动的谐波抑制方法。
通过适当调整系统结构与连接方式,可以减小谐波的影响。
例如,采用三相四线制电力系统可以有效降低负载对谐波的响应。
2. 使用滤波器滤波器是一种常见的被动谐波抑制装置。
它可以降低谐波电压与电流的幅值,并限制其流入电力设备与负载。
滤波器通常是由电容器和电感器组成,根据谐波频率的不同选择合适的阻抗特性。
3. 优化设备设计非线性电力设备是谐波产生的重要原因之一。
通过优化设备的设计和结构,可以降低谐波的产生和传输。
例如,在变频器的设计中引入滤波器电路,可以有效减少谐波的生成。
4. 加强监测与维护电力系统的谐波抑制需要全面的监测与维护。
定期进行谐波分析,及时监测电网负荷与设备状态,能够发现问题并采取相应措施。
此外,对于电力设备的定期检修与维护也是谐波抑制的重要方面。
三、谐波分析与抑制的发展趋势随着电力系统的不断发展,谐波分析与抑制技术也在不断演进。
以下几个方向是未来谐波分析与抑制的发展趋势。
1. 高精度测量技术随着电力电子设备的发展,对于谐波测试的精度要求越来越高。
电力系统谐波抑制方法及其特点分析随着电力电子技术的发展,接入电网的整流、换流设备和其他各种非线性负荷设备日益增加,这些电气设备产生大量的谐波电流注入电网,危及电力设备、用户设备和电力系统的安全运行。
必须采取措施,抓紧治理,抑制电力系统谐波,把电网中的谐波含量控制在允许范围之内[1]。
电力系统谐波抑制是改善电能质量、净化电网的一个重要方面。
对谐波抑制的方法主要有三种途径:第一种是在谐波源上采取措施,从改进电力电子装置入手,使注入电网的谐波电流减少,也就是最大限度地避免谐波的产生;第二种是在电力电子装置的交流侧利用LC无源滤波器和电力有源滤波器对谐波电流分别提供频域谐波补偿和时域谐波补偿。
这类方法属于对已产生的谐波进行有效抑制的方法;第三种就是改善供电环境[2]。
1、降低谐波源的谐波含量降低谐波源的谐波含量也就是在谐波源上采取措施,最大限度地避免谐波的产生。
这种方法比较积极,能够提高电网质量,可大大节省因消除谐波影响而支出的费用,并避免因加装消谐装置而引发的其它负面影响。
具体方法有:1.1 增加换流装置的脉动数换流装置是电网中的主要谐波源之一,其产生的谐波主要集中在特征谐波,非特征谐波含量通常很少,特征频谱为:n=kp士1,则可知脉动数p增加,n也相应增大,而工n、工l/n,故谐波电流将减少。
因此,增加整流脉动数,可平滑波形,减少谐波。
例如:当脉动数由6增加到12时,可有效的消除幅值较大的低频项,从而使谐波电流的有效值大大降低。
1.2 利用脉宽调制(PWM)技术PWM技术,就是在所需的频率周期内,通过半导体器件的导通和关断把直流电压调制成等幅不等宽的系列交流电压脉冲,可达到抑制谐波的目的。
若要消除某次特定谐波,可在控制PWM输出波形的各个转换时刻,保证四分之一波形的对称性,根据输出波形的傅里叶级数展开式,使需要消除的谐波幅值为零,基波幅值为给定量,组成非线性超越方程组计算各个开关通断时刻,达到消除指定谐波和控制基波幅值的目的。
PwM技术的优点是在载波频率高时,输出中所含低次谐波分量很小,从而提供了功率因数。
目前被采用的PWM技术有最优脉宽调制(OPWM)、改进正弦脉宽调制、△调制、跟踪型PWM和自适应PWM控制等。
1.3 三相整流变压器采用Y,d(Y/△)或D,y(△/Y)的接线方式这种接线方式可抑制3的倍数次的高次谐波,也可作为隔离变压器使用。
以△/Y形接线方式为例:当高次谐波电流从晶闸管反串到变压器副边绕组内时,其中3的倍数次高次谐波电流无路可通,所以自然就被抑制而不存在。
但将导致铁心内出现3的倍数次高次谐波磁通(三相相位一致),而该磁通将在变压器原边绕组内产生3的倍数次高次谐波电动势,从而产生3的倍数次的高次谐波电流。
因为它们相位一致,只能在三角形绕组内产生环流,将能量消耗在绕组的电阻中,故原边绕组端子上不会出现3的倍数次的高次谐波电动势,不致使谐波注入公共电网。
作为隔离变压器使用时,可使3N次谐波电流与配电系统相隔离。
这种接线形式的优点是可以自然消除3的整数倍次的谐波。
1.4 采用多电平变流技术也称整流电路的多重化,即将多个方波叠加,以消除次数较低的谐波,从而得到接近正弦波的阶梯波。
重数越多,波形越接近正弦波,但其电路也越复杂,因此该方法一般只用于大容量场合。
该方法用于桥式整流电路中,不仅可以减少交流输入电流的谐波,同时也可以减少直流输出电压中的谐波幅值。
如果把上述方法与PWM 技术配合使用,则会产生很好的谐波抑制效果。
1.5 限制整流设备的容量系统短路容量与所供电的整流器容量之比称为短路比,一般而一言,短路比愈大,允许注入的谐波电流越大。
因此,在进行报装审批时,应该根据系统短路容量的大小来限制新接入的非线性负荷的容量。
1.6 在整流电路中串接电抗器整流电路内部的感抗越大,则换流时间越长,电流波形变化越缓慢,因此,在整流电路中串接适当的电抗器也可以减少高次谐波电流。
2、在谐波源处吸收谐波电流在谐波源设备已确定的情况下,在谐波源处安装滤波装置,吸收谐波电流,是防止谐波电流注入电网的有效措施。
对用户侧进行谐波治理通常采取接入无源滤波器或有源滤波器。
这是目前电力系统使用最广泛的抑制谐波方法,主要分为以下几种:2.1加装无源滤波器 (PassivePowerFilter ,简称PPF)无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧,由L 、C 、R 元件构成无源网络,吸收负载产生的谐波电流。
无源滤波器分调谐滤波器与高通滤波器,前者分单调谐滤波器和双调谐滤波器,用于吸收单一次数或相邻的两次谐波,后者用于吸收某一次及以上各次谐波。
无源滤波器滤除谐波以外还在基波电压的作用下向谐波负载提供容性基波无功功率,同时兼顾谐波源无功补偿的需要。
由于具有成本低、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点,无源滤波器时目前采用的抑制谐波即无功补偿的主要手段。
滤波装置一般由一组或数组单调谐滤波器组成,有时再加一组高通滤波器。
单调谐滤波器利用R 、L 、C 电路串联谐振构成,如下图所示。
滤波器对n 次谐波阻抗为)1(Cn L n j R Z n ωω-+=图4-1 滤波器的接线方式(a )单调谐滤波器 (b )双调谐滤波器 (c )一阶减幅型滤波器 (d )二阶减幅型滤波器 (e )三阶减幅型滤波器 (f )C 型滤波器在谐振点处C n L n ωω1=,谐振时的谐波次数LCn ω1=,谐波阻抗Z=R 由于R 很小,所以n 次谐波电流主要由R 分流,很少流入电网中,而对于其他次数的谐波,谐波阻抗Z>>R ,滤波器分流很少。
双调谐滤波器图4一1(b)的两个谐振频率实际上相当于两个并联的单调谐滤波器,它同时吸收两种频率的谐波。
与两个单调谐滤波器相比,减少了回路,基波损耗较小,只有一个电抗器承受全部冲击电压。
这种滤波器结构比较复杂,调谐较困难,但在高压大容量滤波装置中采用有一定的技术经济上的优势。
高通滤波器有一阶减幅型(图4一1(c))、二阶减幅型(图4一1(d))、三阶减幅型(图4一1(e))和C 型(图4一1(f))。
当频率低于其截止频率f0(f0=1/2πRC)时,由于容抗的作用,使得低次谐波电流难以通过;而当频率高于f0时,由于容抗减小,高次谐波电流便可顺利通过电容器和电阻,总的阻抗也变化不大,形成一个通频带。
一阶减幅型由于基波功率损耗太大,一般不采用;二阶减幅型的基波损耗较小,且阻抗频率特性较好,结构也简单,故工程上用的较多;三阶减幅型的基波损耗更小,但特性不如二阶减幅型,用的也不太多;C 型滤波器滤波特性介于二阶和三阶之间,主要优点是C 与L 对基波串联调谐,有功功率损耗较低低成本的无源滤波器是至今为止在滤除谐波时使用最为广泛的补偿装置,用其抑制谐波在经济上和技术上都可以接受。
其主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,致使谐波放大使无源滤波器过载甚至烧毁。
此外,它只能消除特定次谐波,导致整个装置占地面积大。
因而随着电力电子技术的不断发展,人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器2.2 装设静止无功补偿装置快速变化的谐波源,如:电弧炉、电力机车和卷扬机等,除了产生谐波外,往往还会引起供电电压的波动和闪变,有的还会造成系统电压三相不平衡,严重影响公用电网的电能质量。
在网侧投入无功补偿装置是用来补偿由谐波造成的无功功率,从而提高功率因数。
另外,无功补偿装置中通过电感和电容的合理设置,可在某次频率点产生谐振,即可对该频率的谐波实现滤波。
可有效减少波动的谐波量,同时,可以抑制电压波动、电压闪变、三相不平衡,还可补偿功率因数。
静止补偿装置的基本结构是由快速变化的电抗或电容元件组合而成。
目前应用较多的四种是自饱和电抗器SR、晶闸管控制电抗器、晶闸管控制高漏抗变压器和晶闸管投切电容器。
自饱和电抗器SR由负荷电流控制饱和电抗器的磁饱和程度,当负荷发生变化时其电抗值随之发生变化,从而调节无功输出的大小:晶闸管控制电抗器TCR通过改变控制角而改变导通时间,相当于调节电抗器电抗达到改变无功输出的目的;晶闸管控制高漏抗变压器TCT工作原理与TCR相同,晶闸管断开时呈高电抗特性,接通时根据控制角调节无功输出的大小,因为使用了变压器,故可以直接接入高压侧;晶闸管投切电容器TSC的晶闸管在超前电压90度时接通并在断开前一直保持该控制角,如果电压是正弦波,则流过TSC电流也是正弦波,故没有谐波产生,但这种TSC不能在导通期间改变无功输出的大小。
由于TCR和TCT通过控制晶闸管的开通角度以调节电抗器电抗,在控制角大于90°时不能得到与交流电源对应的完整波形。
SR的谐波来自磁饱和和非线性。
所以这三种形式不可避免有谐波产生。
因此在使用时必须考虑到对它们自身所产生谐波的抑制,这就增加了结构和设计上的复杂2.3 电力有源滤波器补偿法无源滤波器及静止无功补偿装置虽然能减少谐波分量,抑制某些谐波,但却不能对变的高次谐波动态补偿。
现阶段谐波补偿和抑制的一个重要趋势是采用有源滤波器 APF(AC activePowerFilter)了。
APF能对幅值和频率都变化的谐波及变化的无功进行补偿。
利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。
有源滤波器的思路是给谐波电流或谐波电压提供一个在谐振频率处等效导纳为无穷大的并联网络或等效阻抗无穷大的串联网络,因此可以分为并联有源滤波器和串联滤波器。
其基本结构是一个DC\AC逆变桥与\或一个谐波注入电路。
按照PWM逆变电路直流侧电源的性质又可以分为电压型有源滤波器及电流型有源滤波器。
①并联有源电力滤波器1896年,AkagiH提出用并联有源滤波器消除谐波的方法,如同4一2所示。
这种装置相当于一个谐波电流发生器,它跟踪负载电流中的谐波分量,产生与之相反的谐波电流,从而抵消线路中的谐波电流。
通过不同的控制作用,可以对谐波、无功、不平衡分量进行补偿,功能多,连接也方便。
但是,由于电源电压直接加在逆变桥上,对开关器件电压等级要求高;负载谐波电流含量高时,这种有源滤波器装置的容量也必须很大,因为兼具大的补偿容量和宽的补偿频带比较困难,所以它只适合电感型负荷的谐波补偿;开关引起的谐波电流将影响电路中的PF或电容器的滤波特性,若利用LC网络吸收这部分高次谐波,由于LC网络受电网参数的影响,PWM逆变器输出的谐波频带又很宽,所以LC网络难以设计4—2并联有源电力滤波器框图为了降低加到逆变桥的交流电压,可以选择用LC串联或并联网络作为注入电路,如图4一3、图4一4所示。
在图途4一3中,LC在基波频率处串联谐振,逆变桥不承受基波电压,而在谐振频率之处有Zr>>Zc,滤波器产生的谐波电流可以完全流入主电路。