電能質(zhì)量之波形畸變與電力諧波

電能質(zhì)量：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內(nèi)容包括電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡、暫時(shí)或瞬態(tài)過(guò)電壓、波形畸變與諧波、電壓暫降與短時(shí)間中斷等。

電力諧波：任何周期性的畸變波形都可用正弦波形的和表示，其中，頻率為基波頻率整數(shù)倍的分量稱為諧波(如我國(guó)電力系統(tǒng)的工頻為50Hz，則基波為50Hz，二次諧波為100Hz，三次諧波為150Hz等)，頻率為基波頻率整數(shù)倍的分量稱為諧波，而一系列正弦波形的和稱為傅里葉級(jí)數(shù)。

諧波源：傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的主要諧波源是電力變壓器，當(dāng)代電力系統(tǒng)中的主要的諧波源——非線性電力電子裝置。

危害：

1)系統(tǒng)角度，諧波會(huì)導(dǎo)致一些不正常現(xiàn)象：一是超高壓長(zhǎng)線上，諧波電流若較大，潛供電弧熄滅會(huì)被延緩，單相重合閘可能會(huì)失敗，擴(kuò)大事故，消弧線圈接地的系統(tǒng)中同樣存在這個(gè)問(wèn)題;二是諧波分量較大的時(shí)候，可能引起保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，如零序三次諧波過(guò)大，可能引起接地保護(hù)誤動(dòng);三是計(jì)量和測(cè)量誤差，尤其對(duì)過(guò)零檢測(cè)相位的表計(jì)來(lái)說(shuō)，更為嚴(yán)重。

2)諧波引起設(shè)備的附加損耗，降低效率。

3)加速絕緣老化，很大縮短設(shè)備壽命。

4)可能產(chǎn)生局部的串聯(lián)或并聯(lián)諧振，并放大諧波水平。

5)諧波對(duì)通信系統(tǒng)的干擾。

控制措施：

電力諧波的**或減緩措施通常可分為預(yù)防性措施和補(bǔ)償性措施。

預(yù)防性措施：

1)供電設(shè)備如電容器、變壓器、發(fā)電機(jī)等在設(shè)計(jì)、制造、規(guī)劃、配置等方面采取減少諧波的措施;

2)通過(guò)增加整流器的脈動(dòng)數(shù)或采用可控整流限制電力諧波的主要來(lái)源整流器的諧波。

補(bǔ)償性措施：

1)濾波器的應(yīng)用;

2)改變饋線參數(shù)，采用饋電線重構(gòu)或電容器改變安裝位置等避免諧振。

無(wú)源電力濾波器：對(duì)于大容量的諧波濾除工程，往往采用若干組單調(diào)諧濾波器(或者雙調(diào)諧)與一組(或多組)高通濾波器配合使用的方案。

有源濾波技術(shù)(APF)作為一種新型的諧波治理技術(shù)，與無(wú)源濾波技術(shù)相比，優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對(duì)頻率和大小均變化的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，響應(yīng)速度快;

有源濾波裝置是一個(gè)高阻抗電流源，它的接入對(duì)系統(tǒng)阻抗不會(huì)產(chǎn)生影響，因此此類裝置適合系列化，規(guī)模化生產(chǎn);

當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)裝置受電網(wǎng)阻抗的影響不大，不存在諧振的危險(xiǎn);

補(bǔ)償無(wú)功功率時(shí)不需要儲(chǔ)能元件，補(bǔ)償諧波時(shí)所需要的儲(chǔ)能元件不大;

用同一臺(tái)裝置可同時(shí)補(bǔ)償多次諧波電流和非整數(shù)倍次的諧波電流;

當(dāng)線路中的諧波電流突然增大時(shí)有源濾波器不會(huì)發(fā)生過(guò)載，并能正常發(fā)揮作用;

裝置可以*輸出所需要補(bǔ)償?shù)母叽沃C波電流，不輸出基波無(wú)功功率。

有源濾波和無(wú)源濾波由于各自優(yōu)勢(shì)(無(wú)源成本低，有源成本高，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果好)，很多場(chǎng)合是混合使用的。

上海一德電氣科技有限公司的有源濾波器采用模塊化結(jié)構(gòu)，功率電路或控制電路集成為模塊(插件)結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的同時(shí)提高了產(chǎn)品的可靠性和可維護(hù)性。