◆低压电网谐波有什么抑制方法?
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发布日期:2018-6-16
 对谐波的抑制就是如何减少或消除注入系统的谐波电流,以便把谐波电压和各次谐波电压控制在限定值之内,抑制谐波电流主要有三种措施。
1 降低谐波源的谐波含量
在谐波源上采取措施,最大限度地避免谐波的产生。
(1) 增加整流器的脉动数
增加整流器的相数是限制高次谐波常用方法之一,具体方法为:在同一整流变压器铁芯上,采用不同接法的两个二次绕组以实现6相整流;用2台变压器,每台二次绕组采用不同接法以实现12相整流;整流变压器主绕组加附加绕组曲折接线形成多项整流。
整流变压器的曲折接线,理论上在变压器二次侧可以任意实现,但因若干个大截面绕组连接时需要曲折往返,工艺较为复杂,所以单铁芯二次侧曲折接线目前仅用在75 kW以下的小容量电力传动装置上。
(2) 脉宽调制法
采用PWM,在所需的频率周期内,将直流电压调制成等幅不等宽的系列交流输出电压脉冲,可以达到抑制谐波的目的。
2 吸收谐波电流
这类方法是对已有的谐波进行有效抑制的方法,这是目 前电力系统使用最广泛的抑制谐波方法。主要有以下几种:
(1) 无源滤波器(FC)
安装在电力电子设备的交流侧,由L、C、R元件构成谐振回路,当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时,即可阻止该次谐波流入电网,具有投资少,效率高,结构简单,运行可靠及维护方便等优点。
(2) 有源滤波器(APF)
即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。它与无源滤波器相比,有以下特点:滤波特性不受系统阻抗等的影响,可消除与系统阻抗发生谐振的危险;不仅能补偿各次谐波,还可抑制闪变,补偿无功,有一机多能的特点,在性价比上较为合理;具有自适应功能,可自动跟踪并补偿变化着的谐波。
(3) 混合型滤波器
APF的响应快,补偿效果好,且不受电网谐波阻抗的影响,不足之处是价格昂贵,若将APF的优良性能与FC的低成本结合,即可构成混合型滤波器,其中有源滤波器部分的原理,即PCC点的基波电压全部降落在FC上,而APF逆变器上的基波电压近似为零,即通过采取适当的控制策略可使负荷的谐波电流由APF提供,负荷的基波无功功率则由FC提供,按滤波器输出同等的无功功率比较,混合型滤波器开关逆变器的容量只有常规APF容量的27%左右,逆变器容量明显减小,可大幅降低成本,因此混合滤波器是一种很有前前途的滤波及补偿方式。  
 3 改善供电环境
(1) 选择合理的供电电压
尽可能保持三相电压平衡,可以有效地减小谐波对电网的影响;由专门的线路给谐波源负荷供电,减少谐波对其他负荷的影响,也有助于集中抑制和消除高次谐波。
(2) 合理选择变压器额定运行磁密。
  配电变压器在系统中最大,分布广,变压器励磁电流中的谐波不可忽视,制造厂家为了减小体积,降低成本,其额定运行磁密一般取得较高,在额定电压下已接近饱和。系统运行电动提高5%左右,励磁电流会增加40%以上,有的甚至达到1.0倍左右,造成谐波电流急剧上升,这是高压系统谐波电压水平偏高的重要原因之一,因此降低变压器额定运行磁密是降低系统电压谐波水平的措施之一。降低变压器额定运行磁密会增加制造成本,但从变压器运行角度看,可以减少空载损耗和由谐波引起的附加损耗,降低运行费用,因此,可以将两者进行技术经济比较,以得出一个合理的变压器额定运行磁密。

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