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在用并聯(lián)電容器進行無功補償?shù)墓╇娤到y(tǒng)中,電網(wǎng)以感抗為主、電容器支路以容抗為主。在工頻條件下并聯(lián)電容器的容抗比系統(tǒng)的感抗大得多,可發(fā)出無功功率對電網(wǎng)進行無功補償。但在有諧波治理系統(tǒng)中,大量的非線性負荷會產(chǎn)生大量的諧波電流注入電網(wǎng),對這些諧波頻率而言,電網(wǎng)感抗顯著增加而補償系統(tǒng)容抗顯著減小導(dǎo)致諧波電流大部分流入電容器支路,若此時電容器的運行電流超過其額定電流的1.3倍,電容器將會因過流而產(chǎn)生故障。
諧波源有兩種一種是諧波電流源,這些用電設(shè)備中的諧波含量取決于它自身的特性和工作狀況基本上與供電系統(tǒng)參數(shù)無關(guān)。另外一種是諧波電壓源。發(fā)電機在發(fā)出基波電勢的同時也會有諧波電勢產(chǎn)生,其諧波電勢大小主要取決于發(fā)電機本身的結(jié)構(gòu)和工作狀況。實際上,在電網(wǎng)中運行的發(fā)電機和變壓器等電力設(shè)備,輸出的諧波電勢分量很小幾乎可以忽略。因此,在供電系統(tǒng)中存在并實際發(fā)生作用的諧波源,主要是諧波電流源。諧波治理針對無功補償系統(tǒng)的調(diào)諧頻率,如果電網(wǎng)中存在該特定頻率的諧波電流源則該諧波將直接被放嚴重時還會發(fā)生并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振。系統(tǒng)諧振將導(dǎo)致諧波電壓和電流明顯地高于在無諧振情況下出現(xiàn)的諧波電壓和電流。
一、諧波與串聯(lián)諧振
當上一級電網(wǎng)系統(tǒng)電壓波形嚴重畸變時此時的諧波源相當于一個很大的電壓源。諧波電壓將在變壓器的感抗和電容器的容抗間形成串聯(lián)回路。當感抗和容抗相等時,將形成串聯(lián)諧振。此時諧波電壓將在串聯(lián)回路上形成強大的電流直接流經(jīng)補償電容器使電容器因過流而迅速故障。
二、諧波與并聯(lián)諧振
當電網(wǎng)中的諧波主要由非線性用電負荷產(chǎn)生時,此時的諧波源可看作一個很大的電流源,其產(chǎn)生的諧波電流加在系統(tǒng)感抗金額電容器的容抗之間,形成并聯(lián)回路。當電網(wǎng)阻抗和電容器阻抗相等時,將形成并聯(lián)諧振。此時,即使系統(tǒng)中的N次諧波電流不大,流入電容器的N次諧波電流也將會很大(理論上為無窮大,實際上,由于存在電阻,諧波電流為一很大的有限值),被放大的諧波電流流經(jīng)電容器時可導(dǎo)致其內(nèi)部組件過熱而出現(xiàn)故障。
無源濾波器是傳統(tǒng)的進行無功補償和諧波治理的方法,具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便等優(yōu)點因此被廣泛采用。但是無源濾波器的濾波性能受系統(tǒng)和負載參數(shù)的影響較大,易于與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振,導(dǎo)致諧波放大從而使濾波器過載甚至燒毀,另外它只能消除特定次的諧波,動態(tài)性能相對較差,無功補償效果也不是很理想。為此,急需開發(fā)出新的裝置來彌補上述缺陷。
由以上分析可見在有諧波治理背景的供電系統(tǒng)中單獨使用電容器進行無功補償時若發(fā)生并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振大部分諧波電流將流隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,用晶閘管實現(xiàn)的靜止無功補償裝置因其優(yōu)良的性能而被廣泛應(yīng)用。例如,有一種兼有諧波治理功能的動態(tài)無功功率補償裝置叫做晶閘管投切電容器TSC這種裝置性能良好,被很多場合采用,但線路組成比較復(fù)雜,故障點多,維護量相對較大。該裝置根據(jù)局部電網(wǎng)最低功率因數(shù)設(shè)直固定電容器,根據(jù)諧波的階次由電抗器串聯(lián)固定電容器組成LC諧波吸收回路根據(jù)電網(wǎng)功率因數(shù)變化量來調(diào)節(jié)相控電抗器的大小實現(xiàn)局部電網(wǎng)無功補償和諧波治理。相對TSC來說,該裝直線路簡單,故
障率低,運行也較穩(wěn)定,值得推廣。
對于系統(tǒng)中常見的王要的諧波,可接近諸振并呈現(xiàn)很低的阻抗,使諧波電流流入濾波器,從而可同時達到無功補償和濾除諧波的目的。由于糸統(tǒng)中存在的諧波電流通常有多個頻率,若采用單調(diào)諧濾波器來濾除諧波,則需安裝多個濾波器。此時需注意,在投切濾波器時,必須從低次向高次逐次投入,而在切除時則必須從高次向低次依次切除。否則,不僅不能達到抑制諧波電流的作用,反而會將其放大。研究表明,該裝苴結(jié)構(gòu)簡單,易于買現(xiàn),有實際應(yīng)用和推廣價值。近來又開發(fā)出一種新型無功補償兼諧波治理裝直一一IGBT控制的并聯(lián)型有源濾波器,它兼有傳統(tǒng)TSC和電力濾波器的優(yōu)點,并且可抑制因負載變動而引起的電網(wǎng)電壓波動??上蛳到y(tǒng)輸出無功功率,并且其大小可通過IGBT進行調(diào)節(jié)。串聯(lián)型有源電力波器APF通過一個匹配變壓器,將APF串聯(lián)于電源和負載之間控制,以消除電壓諸波,平銜或調(diào)整負載的端電壓,違合于補償電壓型諧波源。與并聯(lián)型APF相比,它的損耗較大,且各種保護電路也較復(fù)雜。因此,很少研究單獨使用的串聯(lián)型APF,
而大多數(shù)將它作為混合型APF的一部分予以研究。
并型APF王要用于電流源型非轉(zhuǎn)性負載的諧波電流抵消、無功補償以及平衡三相系中的不平衡電流等。目前并聯(lián)型APF在技術(shù)上已較成熟,是當前應(yīng)用最廣泛的一種濾波器。有源電力波器的投入還可有效地抑制電力系統(tǒng)阻抗和無源波器之間可能產(chǎn)生的串、并聯(lián)諧振。由于有源波器不是直接對諧波電流進行消除,而是起到提高無源波器濾除效果目的,它所產(chǎn)生的補償電壓中不含有基波電網(wǎng)電壓,只含有諧波電壓,故其功率容量很小,具有良好的經(jīng)濟性,適用于大容量的諧波負載進行補償。
北京領(lǐng)步有源濾波器技術(shù)特點
關(guān)鍵元器件全部采用進口優(yōu)質(zhì)品牌,保證質(zhì)量。如IGBT采用全世界最著名品牌的IGBT、進口驅(qū)動電路、優(yōu)質(zhì)散熱風(fēng)機、進口電容器等。
控制算法與軟件歷經(jīng)十余年的積累改進,成熟穩(wěn)定可靠性高。雙DSP控制系統(tǒng),采用矢量篩選技術(shù)。
可實時動態(tài)濾除2~50次諧波,或者有選擇的濾除電網(wǎng)相線和零線中存在的各次典型性特征諧波(可以不受限制的任意選擇需要補償?shù)牟煌螖?shù)諧波),并可以根據(jù)需要設(shè)定需要濾除的諧波次和設(shè)定濾除諧波的目標值。
內(nèi)置諧波補償、無功補償、不平衡補償?shù)榷喾N補償功能,用戶可自行設(shè)定選擇補償功能。在濾除諧波的同時,可進行無功補償和消除負載不平衡現(xiàn)象。
為國內(nèi)用戶量身定制的中文大屏幕液晶觸摸屏,操作簡單方便,可實時顯示數(shù)據(jù)與曲線,可提供完整的現(xiàn)場信息內(nèi)置諧波補償、無功補償、不平衡補償?shù)榷喾N補償功能,用戶可自行設(shè)定選擇。
獨立于電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗之外,不受電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗影響,不發(fā)生諧振與諧波電壓放大,安全性好
擴展性能好,可多臺APF并聯(lián)應(yīng)用。
[北京領(lǐng)步公司]是專注企事業(yè)單位用電異常問題治理的專家,致力于開發(fā)前端技術(shù)和產(chǎn)品,推動整個諧波治理行業(yè)。為各類諧波治理用戶提供“24小時技術(shù)咨詢”“免費檢測分析”“方案設(shè)計與性價比評估”,了解更多<諧波治理>方案,歡迎點擊我們的在線客服進行咨詢,或者直接撥打全國統(tǒng)一服務(wù)熱線400-056-5258,我們期待您的來電!
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