為此,影響電網(wǎng)電壓波形質(zhì)量的主要矛盾是非線性用電設(shè)備,也就是說非線性用電設(shè)備是主要的諧波源,非線性用電設(shè)備主要有以下四大類:
交流整流再逆變用電設(shè)備,在交流變直流過程中產(chǎn)生的諧波與上述的交流整流直流用電設(shè)備一樣,它在直流逆變成交流時(shí)又有逆變波形反射到交流電流,這類設(shè)備產(chǎn)生的諧波分量不僅有低次諧波,也有高次諧波。
無源濾波器由LC等被動(dòng)元件組成,將其設(shè)計(jì)為某頻率下極低阻抗,對(duì)相應(yīng)頻率諧波電流進(jìn)行分流,其行為模式為提供被動(dòng)式諧波電流旁路通道;而有源濾波器由電力電子元件和DSP等構(gòu)成的電能變換設(shè)備,檢測負(fù)載諧波電流并主動(dòng)提供對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電流,補(bǔ)償后的源電流幾乎為純正弦波,其行為模式為主動(dòng)式電流源輸出。
常規(guī)有源濾波最高處理諧波2-65次無法消除高次諧波危害;ZRsineH諧波保護(hù)器正是針對(duì)用戶側(cè)高次諧波(2kHz-2OMHz)的污染,為用電設(shè)備提供諧波保護(hù),改善越來越惡劣的電能質(zhì)量的設(shè)備,諧波保護(hù)器采用了超微晶合金材料與創(chuàng)新科技的特別電路,對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的隨即用戶側(cè)高次諧波和高頻噪聲、尖峰脈沖等干擾具有抑制和吸收作用;隨時(shí)跟蹤電源波形,瞬時(shí)濾除電源中的尖峰、用戶側(cè)諧波、雜波,矯正因諧波影響而產(chǎn)生畸變的電源波形;對(duì)噪聲進(jìn)行消化,改善電源波形,使電網(wǎng)電源波形變得光滑清潔,即提高了電網(wǎng)質(zhì)量,又保證了儀器設(shè)備的正常運(yùn)行。
如圖所示,針對(duì)可控硅整流電源型諧波源,設(shè)置了5、7、11次單調(diào)諧濾波支路。由于特定次數(shù)的諧波電流值與所流經(jīng)支路諧波阻抗成反比,諧波源產(chǎn)生的諧波電流中,80~90%流經(jīng)濾波支路,只有10~20%的諧波電流注入系統(tǒng),起到很好的諧波濾除效果。
常規(guī)有源濾波最高處理諧波2-65次無法消除高次諧波危害;ZRsineH諧波保護(hù)器正是針對(duì)用戶側(cè)高次諧波(2kHz-2OMHz)的污染,為用電設(shè)備提供諧波保護(hù),改善越來越惡劣的電能質(zhì)量的設(shè)備,諧波保護(hù)器采用了超微晶合金材料與創(chuàng)新科技的特別電路,對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的隨即用戶側(cè)高次諧波和高頻噪聲、尖峰脈沖等干擾具有抑制和吸收作用;隨時(shí)跟蹤電源波形,瞬時(shí)濾除電源中的尖峰、用戶側(cè)諧波、雜波,矯正因諧波影響而產(chǎn)生畸變的電源波形;對(duì)噪聲進(jìn)行消化,改善電源波形,使電網(wǎng)電源波形變得光滑清潔,即提高了電網(wǎng)質(zhì)量,又保證了儀器設(shè)備的正常運(yùn)行。
2.是輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波:輸配電系統(tǒng)中主要是電力變壓器產(chǎn)生諧波,由于變壓器鐵心的飽和,磁化曲線的非線性,加上設(shè)計(jì)變壓器時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性,其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上,這樣就使得磁化電流呈尖頂波形,因而含有奇次諧波。它的大小與磁路的結(jié)構(gòu)形式、鐵心的飽和程度有關(guān)。鐵心的飽和程度越高,變壓器工作點(diǎn)偏離線性越遠(yuǎn),諧波電流也就越大,其中3次諧波電流可達(dá)額定電流0.5%。
電能質(zhì)量的好壞關(guān)系著一國經(jīng)濟(jì)的總體效益,在美國每年就因電能質(zhì)量問題造成直接或間接損失260億美元。鑒于此,我國必須高度重視起電能質(zhì)量治理。
由電容器、電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成,其基本原理是利用電路諧振的特點(diǎn),形成某次或某些諧波的低阻抗通道,將大部分諧波電流分流,分為單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器和高通濾波器等幾種。通俗的來說,傳統(tǒng)的濾波器組成支路對(duì)諧波有吸引作用,對(duì)應(yīng)次的諧波大部分都進(jìn)去到這個(gè)支路。單調(diào)諧濾波器僅針對(duì)某一特定設(shè)計(jì)頻率,例如3次、5次、7次等,形成對(duì)特定次數(shù)諧波的低阻抗通道。實(shí)際中常用幾組針對(duì)不同頻率的單調(diào)諧濾波器和一組二階高通濾波器組成濾波成套裝置。無源濾波器中含有一定量的電容,可提供固定容量的無功功率,起到一定的改善功率因數(shù)效果。