近年來,電力網中非線性負載的逐漸增加是全世界共同的趨勢,如變頻驅動或晶閘管整流直流驅動設備、計算機、重要負載所用的不向斷電源(UPS),節能熒光燈系統等,這些非線性負載導致電網污染,電力品質下降,引起供、用電設備故障,甚至引發嚴重火災事故等。電力污染及電力品質惡化主要表現在以下方面:電壓波動、浪涌沖擊、諧波、三相不平衡等。
諧波治理的4種方法
1、諧波含量較低的系統
只要使諧波含量低于5%以下即可,建議采用“諧波抑制器”,用以抑制諧波,使投入無功補償用的電容器回路不與系統產生諧振,在投切過程中,不產生合閘涌流,能使電容器正常地投入,投入后能正常運行。這種方法的優點就是省錢,只需在原來的柜殼內進行改造。
2、諧波含量較高的輸配電系統
一般指系統中諧波源不太多,系統諧波含量在國標限額的左右位置,可以采用串聯電抗器的方法,進行抑制諧波,同時還能濾除部分少量諧波,濾除率一般在20%以下。這種解決方法能夠保證用于無功補償的電容器正常的投入,以提高功率因數補償無功。
3、小功率精密設備或對諧波更為敏感的設備
如:精密設備、電腦、PLC、傳感器、無線設備的保護等,可以采取安裝諧波保護器的方法,來吸收系統中各種頻率、各種能量的諧波干擾,將諧波消除在發生源,自動消除對用電設備產生的隨機高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾。通過智能諧波保護器,能夠凈化電源、保護用電設備和功率因數補償設備、防止保護裝置的無跳閘,從而保護設備安全、高效地運行。
4、諧波含量高,且已超出國標限額的輸配電系統
這種工況下,用諧波抑制器或電抗來抑制諧波已經無法解決問題了,我們就要采取濾波的方法。 分為無源濾波和有源濾波器。
無源濾波器的原理就是利用電容電阻固有的阻抗特性,對某一特定頻率的諧波呈低阻抗,為負載諧波電流提供較低的阻抗通道,與電網阻抗形成分流關系,從而使大部分該頻率的諧波流入濾波器,而不流入電網。無源濾波器的特點就是結構簡單、運行安全穩定、成本較低、請波濾除率在65%左右。
而有源選波器的原理是,通過外部電流互感器,實時檢測負載電流,并通過內部DSP計算,提取出負載電流的諧波成分,然后通過PWM信號發送給內部IGBT,控制逆變器會產生一個和負載諧波電流大小相等,方向相仿的諧波電流注入到電網中,實現濾波功能。有源濾波器的主要特點是濾波效果好,可動態跟蹤補償濾波,不會引起諧振,價位相對無源來說要高有些。