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文件名称:谐波治理的措施.docx
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更新时间:2025-01-07
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文档摘要

谐波治理的措施

1、谐波治理的总体思路

综上所述,谐波对供电系统各方面的危害不容忽视,因此,谐波的治理也是我们在提高供电系统安全性时应该重点考虑的内容之一。

谐波的治理应当首先考虑预防,控制好谐波产生的源头,使系统中产生的谐波尽量减小,就可以更方便的治理或者不用再进行进一步的治理。因此,在选择设备和构建系统时,就应该将减小谐波做为一项重要的条件来考虑。对于交流和直流两大类通信电源设备:在其他条件同等或类似的情况下,UPS系统应该优先选择12脉冲或者Delta变换的设备,直流系统应优先选择有更好的整流电路和完善的滤波措施的产品。

其次,在预防的基础上,再考虑补救措施。特别是对于既有的用户低压系统来说,由于系统结构已经基本固定,谐波问题的解决只能通过加装电抗器、滤波器等补救措施得以控制。

2、治理谐波的预防性措施

预防性的解决办法是指避免谐波及其后果出现的措施,如下。

(1)整流器中的相位抵消(通过选择合适的相位移动,由低脉波数整流器构成的高脉波数整流器可以消除谐波)或谐波控制。应该使用具有较高脉波数的整流器,如使用12脉冲的整流器来代替6脉冲整流器。

(2)开发有效的过程和方法来控制、减小或消除电力系统设备的谐波。

3、治理谐波的补救性措施

补救性的解决方法是指为克服既有诺波问题所采用的技术,包括使用LC无源滤波器、使用有源滤波器、电路解谐,现分别叙述如下。

(1)LC无源滤波器

一般地,无源滤波器由电容器和电抗器串联而成,并调谐在某个特定谐波频率。滤波器对其所调谐的谐波来说是一个低阻抗的“陷阱”。理论上,滤波器在其调谐频率处阻抗为零,因此可吸收掉要滤出的谐波。无源滤波器具有结构简单、设备造价相对便宜等优点,但它同时存在不少缺点。

①一个无源滤波器只能有效抑制一个谐波分量,并且对某次谐波在一定条件下会产生谐振而使谐波放大;

②只能补偿固定的无功功率,对变化的无功负载不能进行精确补偿,对于已经进行过无功补偿的通信行业低压系统来说,无源滤波器的这一功能更是没有效用和益处;

③其滤波特性依赖于电源阻抗,受系统参数影响较大,并且其滤波特性有时很难与调压要求相协调,并且低于最低调谐频率时,阻抗特性变坏;不能完全滤出非特征谐波(不同于滤波器调谐频率的谐波),例如由变频器产生的谐波;

④由于对其中的元件参数和可靠性要求较高,且不能随时间和外界环境变化,故对无源滤波器的制造工艺要求也很高(容易出现谐振点的漂移等现象);

⑤过载后会损坏,从而使系统内并联的其他滤波器承受较大的压力;

⑥使用了多组滤波器以消除各次谐波时导致设备重量与体积迅速增大:

对通信用低压系统等负荷经常变化的系统,无法灵活调整。

无源滤波器可以治理UPS系统前端的谐波,但当UPS工作在旁路状态时(市电直通),由于其谐波含量情况完全不同,因此无源滤波器就无法正常工作,甚至会产生更差的效果。

由于开关电源谐波的特点,使无源滤波器无法对直流系统前端的谐波进行治理。

(2)有源滤波器

与无源滤波器相比,有源滤波器具有高度可控制特性,并且能跟踪补偿各次谐波、自动产生所需变化的无功功率,其特性不受系统影响,无谐波放大危险,相对体积重量较小等突出优点,因而已成为抑制电力谐波的重要手段。

有源滤波器系统主要由两大部分组成,即指令电流检测电路和补偿电流发生电路。指令电流检测电路的功能主要是从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电流,然后将其反极性作用后发出补偿电流的指令信号。电流跟踪控制电路的功能是根据主电路产生的补偿电流,计算出主电路各开关器件的触发脉冲,此脉冲经驱动电路后作用于主电路。这样电源电流中只含有基波的有功分量,从而达到消除谐波与进行无功补偿的目的。根据同样的原理,电力有源滤波器还能对不对称三相电路的负序电流分量进行补偿。

(3)避免谐振

普通电容器对谐波有放大作用,串联一定的电抗器既可以保护电容器,又可以有效地防止系统谐波被放大。根据GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》规定,“当电容器装置附近有高次谐波含量超过规定允许值时,应在回路中设置抑制谐波的串联电抗器。”GB50227-95《并联电容器装置设计规范》规定,“用于抑制谐波,当并联电容器装置接入电网处的背景谱波为5次及以上时,宜取6%:当并联电容器装置接入电网处的背景谐波为3次及以上时,宜取12%”。

综上所述,在建设通信用供电系统时,应在电路解谐的基础上,首先考虑使用有源滤波器进行治理。最好在建设初期就考虑解决。如在建设UPS系统时,直接配置有源滤波器等,这样不但可以保证建设的系统更加安全可靠,同时由于可以很方便的实现末端治理,使供电可靠性及节能效率都有所增加。