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        行業(yè)資訊

        介紹有源濾波器是什么?二階有源電力濾波器,如何正確選擇合理的諧波治理方案

        時(shí)間:2021-03-19瀏覽次數(shù):809次

        低通濾波器-電力有源濾波器優(yōu)缺點(diǎn):(hpd1000諧波保護(hù)器漏電保護(hù)器)

        優(yōu)點(diǎn):可動(dòng)態(tài)濾除各次諧波,對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的諧波能夠完全吸收;不會(huì)產(chǎn)生諧振。

        缺點(diǎn):造價(jià)太高;受硬件限制,在大容量場(chǎng)合無法使用:有源濾波容量單套不超過100KVA,目前最高適用電網(wǎng)電壓不超過690V。

        首先我們先了解一下有源濾波器是什么?工作原理是什么?參數(shù)型號(hào)怎么選?也提供相應(yīng)的圖片:

        有源濾波器之所以稱為有源,顧名思義該裝置需要提供電源(用以補(bǔ)償主電路的諧波),其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)(傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償),實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償,而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無功。

        有源濾波器基本原理:

        有源電力濾波器,是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專用設(shè)備。它由指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路兩個(gè)主要部分組成。指令電流運(yùn)算電路實(shí)時(shí)監(jiān)視線路中的電流,并將模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),送入高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,將諧波與基波分離,并以脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)形式向補(bǔ)償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動(dòng)脈沖,驅(qū)動(dòng)IGBT或IPM功率模塊,生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng),對(duì)諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償或抵消,主動(dòng)消除電力諧波。

        型號(hào)參數(shù):

        1.額定工作電壓:380V/220V,50Hz

        2.額定諧波補(bǔ)償容量:50A/100A/150A/200A

        3.整機(jī)功耗:小于容量的3%

        4.抑制諧波效果:達(dá)到國(guó)標(biāo)要求,穩(wěn)態(tài)THD可降低至5%以下

        5.額定絕緣電壓:3000V AC,2500V DC

        如何正確選擇合理的諧波治理方案(諧波治理三種方案的比較分析)

        諧波治理的目的包括:

        1. 滿足電力公司對(duì)諧波電流發(fā)射的限制要求;

        2. 釋放變壓器的有效容量,提高變壓器的效率;

        3. 提高配電系統(tǒng)(包括無功補(bǔ)償裝置、繼電保護(hù)器、電纜等)的可靠性;

        4. 為企業(yè)內(nèi)的各類設(shè)備提供質(zhì)量?jī)?yōu)良的電能,保證制造系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

        人們對(duì)諧波的危害已經(jīng)十分熟悉,很多企業(yè)也開始重視諧波的治理。諧波治理的目的不同,所采取的方案也是不同的。因此,在確定諧波治理的方案之前,要明確諧波治理的目的。

        滿足電力公司的要求是企業(yè)進(jìn)行諧波治理的首要?jiǎng)訖C(jī)。為電力用戶提供合格的電能,是電力公司的責(zé)任。因此,電力公司要對(duì)那些可能污染電網(wǎng)的用戶的提出諧波治理的要求。隨著越來越多的企業(yè)對(duì)電能質(zhì)量的要求提高,電力公司將對(duì)電力用戶進(jìn)行更嚴(yán)格的要求。

        在目前階段,出于后面2-4目的而進(jìn)行諧波治理的企業(yè)較少。企業(yè)僅在出現(xiàn)了故障現(xiàn)象后,才開始考慮諧波治理的問題。其中,諧波導(dǎo)致無功補(bǔ)償裝置燒毀的情況最為常見。無論諧波治理的最終目的是什么,其本質(zhì)就是減小負(fù)載(可能是一組負(fù)載)向電網(wǎng)注入的諧波電流,因?yàn)橹C波電流是諧波問題的根源。只不過,針對(duì)不同的目的,控制諧波電流的位置不同,也就是采用的諧波治理方案不同。

        諧波治理的策略

        按照諧波治理的位置,可以有三個(gè)策略。

        策略1:在高壓母線上治理,采用的設(shè)備是SVC、SVG等。

        策略2:在變壓器的下端,低壓母線上治理諧波。采用無援濾波器、有源濾波器等。無源濾波器往往會(huì)發(fā)出額外的容性無功,這在有些場(chǎng)合是不允許的。

        策略3:在設(shè)備的電源入口處治理諧波。這稱為就地治理。就地治理是最理想的諧波治理策略。因?yàn)?,這樣相當(dāng)于將非線性負(fù)載轉(zhuǎn)變成了線性負(fù)載,諧波導(dǎo)致的一切問題都迎刃而解。

        大部分發(fā)達(dá)國(guó)家按照這個(gè)策略開展諧波治理。達(dá)到這個(gè)目的的管理措施就是,要求電氣電子設(shè)備滿足相應(yīng)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)(例如,GB17625)要求,電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波電流發(fā)射進(jìn)行了明確的規(guī)定。

        傳統(tǒng)的諧波治理策略

        傳統(tǒng)的諧波治理項(xiàng)目大多采用策略1和策略2。

        這是因?yàn)?,企業(yè)進(jìn)行諧波治理的初衷僅是滿足電力公司的要求,因此,在用策略1和策略2已經(jīng)足夠了。隨著企業(yè)內(nèi)部的自動(dòng)控制設(shè)備增加,對(duì)電能質(zhì)量的要求提高,僅采用策略1和策略2就不能滿足要求了。

        企業(yè)要理解諧波治理的深層意義。如果理解了諧波治理是為了獲得良好的電能質(zhì)量,而良好的電能質(zhì)量正是企業(yè)所需要的,就會(huì)改變傳統(tǒng)的做法。

        治理諧波最理想的位置是在諧波源處。也就是將諧波電流封殺在起源處,根本不允許流入電網(wǎng)。這相當(dāng)于將非線性負(fù)載變成了線性負(fù)載。設(shè)想,如果電網(wǎng)上的負(fù)荷全部是線性負(fù)荷,那里還有諧波問題。保持內(nèi)部電網(wǎng)質(zhì)量的最有效方法就是在諧波源負(fù)載的電源入線處安裝諧波濾波器。

        在諧波源處進(jìn)行諧波治理,就能夠消除諧波帶來的各種隱患。因此,在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),要盡量考慮就地諧波治理的方法。

        順便提一下。對(duì)于無功補(bǔ)償,也是主張盡量在負(fù)載處進(jìn)行補(bǔ)償,以獲得最大的節(jié)能效益。

        不同策略的比較

        不同的諧波治理策略獲得的好處是不同的。

        由于一般的諧波治理方法僅能夠保證治理點(diǎn)的上游具有良好的電能質(zhì)量,因此,治理諧波的位置越靠近下游,通過諧波治理獲得好處越多。這一點(diǎn)是我們需要明確的。

        傳統(tǒng)上,企業(yè)僅在變壓器的入口處進(jìn)行諧波治理。這時(shí),從諧波治理中獲得利益的是電網(wǎng)公司和電網(wǎng)上的其他電力用戶。因?yàn)?,電力公司的?zé)任就是為電力用戶提供合格的電能。通過電力公司的努力,電網(wǎng)上的所有用電戶能夠獲得合格的電能。

        顯然,這種做法不符合人們的正常思維。企業(yè)投資改善電能質(zhì)量,僅僅是為了其他企業(yè)的利益嗎?難道投資進(jìn)行諧波治理的企業(yè)自身就不需要合格的電能嗎?人們犯這個(gè)錯(cuò)誤,是因?yàn)槿鄙儆嘘P(guān)諧波的知識(shí)。本文的目的就是幫助讀者認(rèn)識(shí)諧波治理的內(nèi)涵,通過諧波治理,不僅滿足電力公司的要求,同時(shí)企業(yè)自身的利益也有所體現(xiàn)。

        不同策略的好處

        從上圖,三種諧波治理策略的優(yōu)劣一目了然。通過策略3,可以獲得最大的好處。不僅企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)的質(zhì)量得到保證,而且能夠滿足電力公司的要求。

        策略3的本質(zhì)就是對(duì)諧波源要就近治理,不讓諧波電流流入內(nèi)部電網(wǎng)。因此,通過實(shí)施這種諧波策略,企業(yè)能夠獲得最大利益。

        圖示的最后一行中所列出的要求也是企業(yè)不能忽視的。企業(yè)內(nèi)部的設(shè)備需要持續(xù)更新、增加,如果一次性在母線上安裝了固定的諧波治理設(shè)備,當(dāng)負(fù)載的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),需要重新設(shè)計(jì)安裝諧波治理設(shè)備,這對(duì)于企業(yè)來講,是不經(jīng)濟(jì)的。

        因此,企業(yè)在制定諧波治理方案時(shí),要著重考慮諧波源的就地治理。



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