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建筑樓宇、工業(yè)制造及機械配套等工程項目
諧波是指對周期性非正統(tǒng)交流量行傅里葉級數(shù)分解所得到的大于基波頻率整數(shù)倍的各次分量,通常也被稱為高次諧波。電機專用型變頻器在電力電子系統(tǒng)、工業(yè)等諸多領(lǐng)域中的應用頗多,無論是通用型變頻器還是專用型變頻器所產(chǎn)生的高次諧波對公用電網(wǎng)產(chǎn)生的危害也日益嚴重。隨著電力電子技術(shù)以及微電子技術(shù)等技術(shù)的飛速發(fā)展,在治理諧波問題上將會邁上一個新的臺階,將變頻器廠家所產(chǎn)生的諧波控制在比較小范圍之內(nèi)以達到抑制電網(wǎng)污染,提高電能質(zhì)量。目前,諧波的治理可采用以下方法:
1、變頻器的控制方式的完善:隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)發(fā)展,變頻器控制方式有了以下發(fā)展:數(shù)字控制變頻器,變頻器數(shù)字化采用單片機MCS51或80C196MC等,輔助以SLE4520或EPLD液晶顯示器等來實現(xiàn)更加完善的控制性能;多種控制方式結(jié)合,單一的控制方式有著各自的缺點,如果將這些單一控制方式結(jié)合起來,可以取長補短,從而達到降低諧波提高效率的功效。
2、加裝有源濾波器:早在70年代初,日本學者就提出有源濾波器的概念,由源濾波器通過對電流中高次諧波進行檢測,根據(jù)檢測結(jié)果輸入與高次諧波成分具有相反相位電流,達到實時補償諧波電流的目的。與無源濾波器相比具有高度可控性和快速響應性,有一機多能特點。且可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振危險。也可自動跟蹤補償變化的諧波。但存在容量大,價格高等特點。
3、加裝無源濾波器:將無源濾波器安裝在變頻器的交流側(cè),無源濾波器由L、C、R元件構(gòu)成諧波共振回路,當LC回路的諧波頻率和某一次高次諧波電流頻率相同時,即可阻止高次諧波流入電網(wǎng)。無源濾波器特點是投資少、頻率高、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠及維護方便。無源濾波器缺點是濾波易受系統(tǒng)參數(shù)的影響,對某些次諧波有放大的可能、耗費多、體積大。
4、加裝交流電抗器和直流電抗器:當變頻器使用在配電變壓器容量大于500KVA,且變壓器容量大于變頻器容量的10倍以上,則在變頻器輸入側(cè)加裝交流電抗器。而當配電變壓器輸出電壓三相不平衡,且不平衡率大于3%時,變頻器輸入電流峰值很大,會造成導線過熱,則此時需加裝交流電抗器。嚴重時則需加裝直流電抗器。
5、加裝無功功率靜止型無功補償裝置:對于大型沖擊性負荷,可裝設(shè)無功功率的靜止型無功補償裝置,以獲得補償負荷快速變動的無功需求,改善功率因數(shù),濾除系統(tǒng)諧波,減少向系統(tǒng)注入諧波電流,穩(wěn)定母線電壓,降低三相電壓不平衡度,提高供電系統(tǒng)承受諧波能力。而其中以自飽和電抗型(SR型)的效果好,其電子元件少,可靠性高,反應速度快,維護方便經(jīng)濟,且我國一般變壓器廠均能制造。
6、線路分開:因電源系統(tǒng)內(nèi)有阻抗,所以諧波負荷電流將造成電壓波形的諧波電壓畸形。把產(chǎn)生諧波的負荷的供電線路和對諧波敏感的負荷供電線路分開,線性負荷和非線性負荷從同一電源接口點PCC開始由不同的電路饋電,使非線性負荷產(chǎn)生的畸變電壓不會傳導到線性負荷上去.
7、變頻器的隔離、屏蔽、接地:變頻器系統(tǒng)的供電電源與其它設(shè)備的供電電源相互獨立?;蛟谧冾l器和其它用電設(shè)備的輸入側(cè)安裝隔離變壓器?;蛘邔⒆冾l器放入鐵箱內(nèi),鐵箱外殼接地。同時變頻器輸出電源應盡量遠離控制電纜敷設(shè)(不小于50mm間距),必須靠近敷設(shè)時盡量以正交角度跨越,必須平行敷設(shè)時盡量縮短平行段長度(不超過1mm),輸出電纜應穿鋼管并將鋼管作電氣連通并可靠接地。
8、電路的多重化、多元化:逆變單元的并聯(lián)多元化是采用2個或多個逆變單元并聯(lián),通過波形移位疊加,抵消諧波分量;整流電路的多重化是采用12脈波、18脈波、24脈波整流,可降低諧波成分;功率單元的串聯(lián)多重化是采用多脈波(如30脈波的串聯(lián)),功率單元多重化線路也可降低諧波成分。此外還有新的變頻調(diào)制方法,如電壓矢量的變形調(diào)制。
9、使用理想化的無諧波污染的綠色變頻器:綠色變頻器的品質(zhì)標準是:輸入和輸出電流都是正弦波,輸入功率因數(shù)可控,帶任何負載使都能使功率因數(shù)為1,可獲得工頻上下任意可控的輸出功率。