有源滤波和无功补偿

①由于设备自身产生的接地电流在设备和真实地之间产生一个电压降,因此 ,容易使电脑死机;高次谐波会在中性线上叠加,中性线电流能够在建筑物金属结构上任意流动,从而产生不受控制的磁场,即引发计算机 屏幕的频闪现象;由于开关、短路以及负载变化而引起的短时间电压变化将会引起灯光频闪,过度的频闪将会使人体不舒服;严重的谐波畸 变会引起在一个正弦周波内的额外过零点,影响测试设备,干扰程序控制装置的同步性,导致控制装置死机。

③在谐波电压作用下,电容器会产生额外的功率损耗,加快绝缘介质的老化。更为严重的是,大量谐波电流很可能引发电容器和系 统其他元件之间的并联谐振或串联谐振,造成电容器超载而损坏;使与电容器连接的配电回路中所有线路、设备因电压闪变、超压、过负荷 而损坏。

⑥对于电力电缆和配电线路,谐波电流频率增高会引起明 显的集肤效应,导线电阻增大,线损加大,发热增加,绝缘过早老化,容易发生接地短路故障,形成潜在的火灾隐患。在智能建筑中大量集 中使用电子计算机和大面积采用电子节能气体光源照明的场合,中性线电流甚至达到相线电流的2倍,致使中性线过热、烧毁,甚至导致火灾 。

有源滤波和无功补偿

凡是在电源|稳压器侧有整流回路的,都将因其非线性而产生高次谐波。变频器的主电路一般为交-直-交组成, 外部输入380V/50HZ的工频电源经晶闸管三相桥路整流成直流,经电容器滤波后逆变为频率可变的交流电。在整流回路中,输入电流的波形为 不规则的矩形波,波形按傅立叶级数分解为基波和高次谐波,谐波次数通常为6N±1(N为自然常数)。如果电源侧电抗充分小、换流重叠μ 可以忽略,那么第K次高次谐波电流的有效值为基波电流的1/K。

谐波问题由来已久,近年来这 一问题因由于两个因素的共同作用变得更加严重。这两个因素是:工业界为提高生产效率和可靠性而广泛使用变频器等电力电子装置,使得 与晶闸管相关设备的使用迅猛增长,并伴随着谐波源的同步增加和放大;电力用户为改善功率因数而大量增加使用电容器组,并联电容器以 谐振的方式加重了谐波的危害。

高次谐波的危害具体表现在以下几个方面:

电力电子设备通常靠精确电源 零交叉原理或电压波形的形态来控制和操作,若电压有谐波成分时,零交叉移动、波形改变、以致造成许多误动作。

三、 变频器高次谐波污染的解决途径

随着工业生产技术的逐步提高,变频器使用范围的逐步加大,变频 器高次谐波带来的确电磁干扰和污染问题也越来越突出,怎样处理好变频器系统的谐波干扰和污染问题也越为越突出,怎么样处理好变频器 系统的谐波干扰污染成了变频器进一步推广应用,特别是在对谐波污染要求高的场所的推广应用的关键。

为了使变频控制系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度,必须为变频器设立可靠地工作接地。它分 为电源地、信号地、模拟地(AG屏蔽地),在石化和其他防爆系统中还有本安地。

有源滤波和无功补偿

调谐滤波电容器组,由数段电容器及调谐电抗器组合而成 ,每段形成串联共振回路,使共振频率低于最低之谐波频率。对含有5次以上谐波的系统,使用带6%电抗器的调谐式电容器组;对含有3次以 上谐波的系统,使用带14%电抗器的调谐式电容器组。在基本波频率(50Hz)下,调谐滤波电容器组呈现电容性,以提供无功功率;而在谐波频 率下,则呈现电感性,故与网络不会形成并联共振回路,亦即不会造成谐波放大。因此,调谐滤波电容器组,可安全补偿无功功率,亦可消 除低次谐波电流约30%。

当系统对抗干扰能力要求较高、或系统中谐波含量较复杂时,为减少变频器高次谐波的污染,可在电源输入端并联有源滤 波器。有源滤波器能有效虑除电网中2~50次谐波,反应时间小于1毫秒,是目前最有效的一种滤波技术。