電(diàn)力系統諧波抑制方法有:
1、增加整流變壓器二次側整流的相數
對于帶有整流元件的設備,盡量增加整流的相數或脈動數,可以較好地消除低次特征諧波。電(diàn)力諧波監測裝置可減少諧波源産生(shēng)的諧波含量,一(yī)般在工(gōng)程設計中(zhōng)予以考慮。因爲整流器是供電(diàn)系統中(zhōng)的主要諧波源之一(yī),其在交流側所産生(shēng)的高次諧波爲tk 1次諧波,即整流裝置從6脈動諧波次數爲n=6k 1,如果增加到12脈動時,其諧波次數爲n=12k 1(其中(zhōng)k爲正整數),這樣就可以消除5、7等次諧波,因此增加整流的相數或脈動數,可有效地抑制低次諧波。不過,這種方法雖然在理論上可以實現,但是在實際應用中(zhōng)的投資(zī)過大(dà),在技術上對消除諧波并不十分(fēn)有效,該方法多用于大(dà)容量的整流裝置負載。
2、整流變壓器采用y/ 或 /y接線
該方法可抑制3的倍數次的高次諧波,以整流變壓器采用 /y接線形式爲例說明其原理,當高次諧波電(diàn)流從晶閘管反串到變壓器副邊繞組内時,其中(zhōng)3的倍數次高次諧波電(diàn)流無路可通,所以自然就被抑制而不存在。但将導緻鐵心内出現3的倍數次高次諧波磁通(三相相位一(yī)緻),而該磁通将在變壓器原邊繞組内産生(shēng)3的倍數次高次諧波電(diàn)動勢,從而産生(shēng)3的倍數次的高次諧波電(diàn)流。因爲它們相位一(yī)緻,隻能在形繞組内産生(shēng)環流,将能量消耗在繞組的電(diàn)阻中(zhōng),故原邊繞組端子上不會出現3的倍數次的高次諧波電(diàn)動勢。
3、盡量選用高功率因數的整流器
采用整流器的多重化來減少諧波是一(yī)種傳統方法,用該方法構成的整流器,還不足以稱之爲高功率因數整流器。高功率因數整流器是一(yī)種通過對整流器本身進行改造,使其盡量不産生(shēng)諧波,其電(diàn)流和電(diàn)壓同相位的組合裝置,這種整流器可以被稱爲單位功率因數變流器(upfc)。該方法隻能在電(diàn)力諧波監測裝置設計過程中(zhōng)加以注意,從而得到實踐中(zhōng)的諧波抑制效果。
4、整流電(diàn)路的多重化
整流電(diàn)路的多重化,即将多個方波疊加,以消除次數較低的諧波,從而得到接近正弦波的階梯波。電(diàn)力諧波監測裝置重數越多,波形越接近正弦波,但其電(diàn)路也越複雜(zá),因此該方法一(yī)般隻用于大(dà)容量場合。另外(wài),該方法不僅可以減少交流輸入電(diàn)流的諧波,同時也可以減少直流輸出電(diàn)壓中(zhōng)的諧波幅值,并提高紋波頻(pín)率。如果把上述方法與pwm技術配合使用,則會産生(shēng)很好的諧波抑制效果。該方法用于橋式整流電(diàn)路中(zhōng),以減少輸入電(diàn)流的諧波。
擴展資(zī)料:
諧波污染對電(diàn)力系統的危害是嚴重的,主要表現在:
1、諧波影響各種電(diàn)氣設備的正常工(gōng)作。對如發電(diàn)機的旋轉電(diàn)機産生(shēng)附加功率損耗、發熱、機械振動和噪聲;對斷路器,當電(diàn)流波形過零點時,由于諧波的存在可能造成高的di/dt,這将使開(kāi)斷困難,并且延長故障電(diàn)流的切除時間。
2、諧波對供電(diàn)線路産生(shēng)了附加損耗。由于集膚效應和鄰近效應,使線路電(diàn)阻随頻(pín)率增加而提高,造成電(diàn)能的浪費(fèi);由于中(zhōng)性線正常時流過電(diàn)流很小(xiǎo),故其導線較細,當大(dà)量的三次諧波流過中(zhōng)性線時,會使導線過熱,損害絕緣,引起短路甚至火(huǒ)災。
3、使電(diàn)網中(zhōng)的電(diàn)容器産生(shēng)諧振。工(gōng)頻(pín)下(xià),系統裝設的各種用途的電(diàn)容器比系統中(zhōng)的感抗要大(dà)得多,不會産生(shēng)諧振,但諧波頻(pín)率時,感抗值成倍增加而容抗值成倍減少,這就有可能出現諧振,諧振将放(fàng)大(dà)諧波電(diàn)流,導緻電(diàn)容器等設備被燒毀。
4、諧波将使繼電(diàn)保護和自動裝置出現誤動作,并使儀表和電(diàn)能計量出現較大(dà)誤差。諧波對其他系統及電(diàn)力用戶危害也很大(dà):如對附近的通信系統産生(shēng)幹擾,輕者出現噪聲,降低通信質量,重者丢失信息,使通信系統無法正常工(gōng)作,影響電(diàn)子設備工(gōng)作精度,使精密機械加工(gōng)的産品質量降低;設備壽命縮短,家用電(diàn)器工(gōng)況變壞等。
1、主要在于系統中(zhōng)存在着各種非線性元件,特别是大(dà)型的晶閘管變流設備和大(dà)型電(diàn)弧爐,他們産生(shēng)的高次諧波最爲突出。
2、諧波的危害,可使電(diàn)動機、變壓器的鐵損增加,甚至出現過熱現象,縮短使用壽命。還會使電(diàn)動機轉子發生(shēng)振動,嚴重影響機械加工(gōng)質量。對電(diàn)容器,可發生(shēng)過負載現象以緻損壞。此外(wài),可使電(diàn)力線路得能耗增加,使計費(fèi)的感應式電(diàn)能表計量不準确,使系統的繼電(diàn)保護和自動裝置發生(shēng)誤動作,使系統發生(shēng)電(diàn)壓諧振,并可對附近的通信設備和線路産生(shēng)信号幹擾。
3、抑制諧波的措施有:
①三相整流變壓器采用y、d或d、y的接線,以消除3的整流倍次高次諧波,這是最基本的措施之一(yī)
②增加整流變壓器二次側的相數
③裝設分(fēn)流濾波器
④裝設靜止型無功補償裝置(svc)
⑤限制系統中(zhōng)接入的變流及交變調壓裝置的容量⑥提高對大(dà)容量非線性設備的供電(diàn)電(diàn)壓。
理想的公用電(diàn)網所提供的電(diàn)壓應該是單一(yī)而固定的頻(pín)率以及規定的電(diàn)壓幅值。諧波電(diàn)流和諧波電(diàn)壓的出現,對公用電(diàn)網是一(yī)種污染,它使用電(diàn)設備所處的環境惡化,也對周圍的電(diàn)力電(diàn)子設備造成影響。近三四十年來,各種電(diàn)力電(diàn)子裝置的迅速發展使得公用電(diàn)網的諧波污染日趨嚴重,由諧波引起的各種故障和事故也不斷發生(shēng),諧波危害的嚴重性才引起人們高度的關注。諧波對公用電(diàn)網和其他系統的危害大(dà)緻有以下(xià)幾個方面:
(1)諧波使公用電(diàn)網中(zhōng)的元件産生(shēng)了附加的諧波損耗,降低了發電(diàn)、輸電(diàn)及用電(diàn)設備的效率,大(dà)量的3次諧波流過中(zhōng)性線時會使線路過熱甚至發生(shēng)火(huǒ)災。
(2)諧波影響各種電(diàn)氣設備的正常工(gōng)作。諧波對電(diàn)動機的影響除引起附加損耗外(wài),還會産生(shēng)機械振動、噪聲和過電(diàn)壓,使變壓器局部嚴重過熱。諧波使電(diàn)容器、電(diàn)纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短,以至損壞。
(3)諧波會引起公用電(diàn)網中(zhōng)局部的并聯諧振和串聯諧振,從而使諧波放(fàng)大(dà),這就使上述的危害大(dà)大(dà)增加,甚至引起嚴重事故。
(4)諧波會導緻繼電(diàn)保護和自動裝置的誤動作,并會使電(diàn)氣測量儀表計量不準确。
(5)諧波會對鄰近的通信系統産生(shēng)幹擾,輕者産生(shēng)噪聲,降低通訊質量;重者導緻信号丢失,使通訊系統無法正常工(gōng)作。
目前常用的抑制電(diàn)流諧波的方法無外(wài)乎有3種:無源濾波、有源濾波、無功補償。