保定市瑞祥電力設(shè)備有限公司

諧波治理的工作原理

電網(wǎng)諧波對(duì)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行危害很大，它可導(dǎo)致電容器過(guò)流損壞、電動(dòng)機(jī)柜不穩(wěn)、繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)、計(jì)算機(jī)等敏感電器發(fā)生功能錯(cuò)誤等。

向電網(wǎng)注入諧波電流的電氣設(shè)備主要有晶閘管電路和功率變頻裝置，家用電器如電視機(jī)等也產(chǎn)生諧波電流。

當(dāng)諧波電流超出規(guī)程允許值，或者諧波電流雖然不大、但電氣設(shè)備受到干擾時(shí)，通常應(yīng)采取技術(shù)措施加以防治，例如提高諧波源設(shè)備的電壓等級(jí)、對(duì)諧波源設(shè)備集中供電、改變其工作時(shí)間等。但是上述方法并不能保證完全奏效，同時(shí)還要付出相應(yīng)得改造費(fèi)用。

解決諧波問(wèn)題的較佳途徑有二，一是設(shè)置失諧濾波回路，二是設(shè)置調(diào)諧濾波回路。二種方法各有側(cè)重。失諧濾波回路以無(wú)功補(bǔ)償為主，同時(shí)對(duì)諧波具有抗拒作用，不使諧波對(duì)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備產(chǎn)生危害。調(diào)諧波回路以濾除諧波為主，同時(shí)兼有無(wú)功補(bǔ)償作用。

工作原理

1.1諧波電流

如果用戶安裝有晶閘管變流器設(shè)備，則會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題：

A.變流器需要感性無(wú)功功率

B.向電網(wǎng)注入諧波電流

由于變流器的控制角a的作用，使電流和電壓發(fā)生相位移，形成感性無(wú)功功率QL，QL非常大值為變流器的額定功率。

變流器除了需要無(wú)功功率外，還向電網(wǎng)注入諧波電流，其頻率由變流電路的脈動(dòng)數(shù)P(即一個(gè)電網(wǎng)周期內(nèi)的換向次數(shù))決定。例如較常用的三相橋式電路，其脈動(dòng)數(shù)批P=6。

通過(guò)對(duì)變流器網(wǎng)側(cè)電流進(jìn)行傅立葉分解，除了含有基波電流外，還含一系列的諧波電流， 。特征諧波電流的次數(shù)為

Hc=kp±1

P:變流器脈動(dòng)數(shù)

K:正整數(shù)123………

諧波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生同頻率的電壓降，并疊加在基波正弦電壓上，使電壓發(fā)生畸變。

在接有諧波源負(fù)載的電網(wǎng)上直接連接電容器，會(huì)出現(xiàn)其他方面的問(wèn)題。

因?yàn)殡娙萜魅菘购碗娋W(wǎng)阻抗形成一個(gè)并聯(lián)諧振回路，在諧振頻率下其阻抗達(dá)到很高的數(shù)值。如果諧波電流頻率與并聯(lián)諧振頻率相同或接近，則導(dǎo)致產(chǎn)生很高的電壓降，電網(wǎng)和電容器支路流過(guò)很大的諧波電流，其數(shù)值甚至達(dá)到電網(wǎng)原有諧波電流的數(shù)十倍，稱為諧波放大。諧波放大可導(dǎo)致電器設(shè)備、尤其是電容器的損壞。

2.2諧波治理的方案

2.2.1K型：

為了避免諧振現(xiàn)象，需要在電容器支路中串聯(lián)電抗器，以形成串聯(lián)諧振頻率回路，諧振頻率在電網(wǎng)較低次諧波頻率以下。通常電抗器阻抗為電容器容抗的6-7%。這種電容器串聯(lián)電抗的回路稱為失諧濾波回路，主要用于防止諧振，保護(hù)電容器，只吸收少部分的諧波電流，以無(wú)功補(bǔ)償為主要目的。

失諧濾波裝置的主要特點(diǎn)：

A.補(bǔ)償基波無(wú)功功率為主;

B.防止諧振，保護(hù)電容器;

C.吸收少部分諧波電流。

2.2.2 R 型

如果變流器功率大于總功率的30%，或者電網(wǎng)諧波含量超過(guò)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的較限值，則需要設(shè)置調(diào)諧式濾波器。

此時(shí)回路阻抗接近于0，以便吸收有關(guān)諧波。

一般針對(duì)5、7、11和13次諧波設(shè)置濾波回路。濾波器的頻率阻抗曲線。濾波效果取決于回路的調(diào)諧精度和品質(zhì)因數(shù)、以及電網(wǎng)的短路阻抗。

濾波器除了吸收諧波外，還提供基波容性無(wú)功功率。

調(diào)諧式濾波器的主要特點(diǎn)：

A.吸收諧波電流為主;

B.防止電網(wǎng)諧振;

C. 補(bǔ)償基波無(wú)功功率。