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提到變頻器,想必大家都有所了解,變頻器作為工商業(yè)場合不可缺少的電力設備,在很大程度方便了電機的控制和節(jié)能的需要,然而從電能質(zhì)量角度變頻器卻是諧波源負載,接下來小編會從倆個方面揭露變頻器負載所產(chǎn)生的諧波危害!
變頻器為何會產(chǎn)生諧波?
變頻器是非線性設備,其主電路一般都采用交—直—交電壓逆變方式,外部輸入的50Hz工頻電源,經(jīng)三相橋式電路整流成直流電源,再電容濾波及大功率晶體管逆變?yōu)轭l率可變的交流電流輸出,為需要調(diào)速的電動機提供頻率可變的電源。根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速公式n=[(60f)/p](1-s)可知,輸入頻率可變的電流,即可實現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
圖1 變頻器
變頻器的整流回路是由大功率=極管組成電路,輸入電流波形為不規(guī)則的矩形波,其波形按傅立葉級數(shù)進行分解,除了得到與電源基波頻率相同的分量外,還有一系列大于電源基波頻率分量的高次諧波。
諧波的危害?
其次不同品牌的變頻器所產(chǎn)生的諧波電流含量也是有所區(qū)別,類似于進口品牌:ABB、施耐德等由于在變頻器進出線位置皆安裝了濾波電抗,從而在一定程度上會起到阻絕高次諧波電流的產(chǎn)生;
當變頻器產(chǎn)生大量的諧波電流便會對現(xiàn)場用電電網(wǎng)產(chǎn)生一定的諧波危害,如:電容補償柜電容炸裂、電容補償柜無法投切、變壓器及線纜發(fā)熱等用電異?,F(xiàn)象!
圖2 電容柜電容燒毀
治理方式
由于很多現(xiàn)場工況存在一定的差異化,所以小編整理出幾種變頻器的治理方式以供參考:
(1)低壓以5、7、11次為主的諧波電流成分,采用并聯(lián)式有源濾波器(LBAPF),該裝置通過內(nèi)部IGBT元件能夠動態(tài)濾除電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波電流成分;
(2)低壓高次諧波電流:有些現(xiàn)場變頻器產(chǎn)生的諧波以高次為主,考慮到現(xiàn)場為安裝進出線電抗器,所以為解決電網(wǎng)諧波危害在治理思路上需要加進出線電抗器,參考思路:并聯(lián)有源濾波器+陣列式濾波電抗器
圖3 LBAPF 有源濾波器
(3)高壓變頻器產(chǎn)生的諧波電流:由于國內(nèi)有源濾波器的適用因電壓限制,高壓35Kv甚至110Kv并不適宜選用有源濾波器進行治理,這里推薦大家采用無源濾波器(LBFC)進行治理,主要由濾波電容器、濾波電抗器、無感電阻和控制保護系統(tǒng)組合而成。當電感與電容串聯(lián)形成串聯(lián)諧振,對基波呈容性,電容對基波頻率產(chǎn)生無功功率補償,對諧波形成低阻抗,讓諧波流入濾波器。
圖4 LBFC 無源濾波器
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