潘之湘

摘 要：在分析諧波危害的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有諧波治理方式進(jìn)行闡述。因玻纖工業(yè)中諧波嚴(yán)重，特別分析了其諧波的特性并提出針對性解決措施，以期為達(dá)到較好的治理效果而拋磚引玉。

關(guān)鍵詞：玻纖行業(yè)；低壓配電；諧波

引言

玻纖工業(yè)中，低壓配電側(cè)普遍采用電助熔輔助加熱技術(shù)。由于該技術(shù)使用較多的晶閘管元件，使電能質(zhì)量受到很大影響，并反饋至公網(wǎng)系統(tǒng)。因此，對玻纖行業(yè)的諧波治理刻不容緩。

1 關(guān)于配網(wǎng)系統(tǒng)的諧波

配電系統(tǒng)諧波，是指在工頻50Hz基波上疊加的雜波。

1.1 諧波的危害

（1）增加用、供和輸電設(shè)備的額外附加損耗，使設(shè)備的溫度上升，降低設(shè)備的壽命和利用率。（2）對繼電保護(hù)、自動裝置產(chǎn)生耦合干擾，進(jìn)而影響其工作可靠性。（3）對通訊系統(tǒng)正常工作產(chǎn)生干擾。（4）影響用電設(shè)備的性能（如電視機畫面畸變、計算機數(shù)據(jù)錯誤）。（5）增加電纜的介質(zhì)損耗，有可能引發(fā)局部放電和單相接地故障。（6）使那些比較敏感的生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)波動，導(dǎo)致次品率上升。

1.2 諧波標(biāo)準(zhǔn)

2 諧波治理方法

2.1 受端治理

合理選擇供電方式

（1）在規(guī)劃和設(shè)計時，將諧波源盡可能接入大容量或高電壓的網(wǎng)絡(luò)，以減小諧波危害面。（2）調(diào)節(jié)電容器的串聯(lián)電抗，有效降低電容器對諧波的放大作用。（3）三相變壓器采用Y-d（Y/Δ）接線，以消除3的整數(shù)倍次的諧波。

2.2 主動治理

（1）增加變流裝置的脈沖數(shù)或相數(shù)。變流器的特征頻譜為：n=Kp±1。即頻率n與脈沖數(shù)p正相關(guān)。而In≈I1/n，故隨著脈沖數(shù)增加，諧波電流將減少。如：整流相數(shù)由6變?yōu)?2時，5次諧波的幅值由基波的18.5%下降到4.5%，7次諧波的幅值由基波的12%下降到3%。（2）改變諧波源的配置或工作方式。如將具有互補性質(zhì)的裝置集中使用等。（3）脈寬調(diào)制。即采用PWM方法，將直流電壓調(diào)制成等幅不等寬的交流輸出。

2.3 被動治理

（1）無源濾波器。由L、C、R元件構(gòu)成，安裝在諧波源接入點。其原理是當(dāng)LC回路的諧振頻率與某次諧波頻率相同，即吸收該次諧波電流。無源濾波器屬于被動式濾波，成本低、結(jié)構(gòu)簡單，其應(yīng)用最為廣泛。（2）有源濾波器。即利用可控硅輸出與原諧波電流相位相反、幅值相等的電流，以使總諧波趨于零。主要用到了IGBT、DSP和PWM等技術(shù)。（3）靜止無功補償裝置。一般并聯(lián)裝設(shè)在諧波源處，能有效減小快速波動的諧波量（如電動機車、卷揚機等），同時抑制電壓閃變、補償功率因數(shù)。（4）混合型濾波器（HAPF）。它兼具無源濾波器和有源濾波器的優(yōu)點，是當(dāng)前諧波治理的最新技術(shù)。HAPF治理諧波，是靈活的、動態(tài)的，主要用于各次諧波皆有、諧波構(gòu)成復(fù)雜等情況。一般有并聯(lián)方式和串聯(lián)方式兩種。詳見圖1和圖2所示。

3 玻纖行業(yè)諧波分析

4 治理方案

在總出線處進(jìn)行諧波的綜合治理。具體為：在3次濾波支路安裝容量420kVar，5次濾波支路安裝容量900kVar，7次濾波支路安裝容量380kVar。

治理效果：各次諧波均達(dá)到國家要求，功率因數(shù)從0.8提升至0.96，系統(tǒng)電流減少了400A。濾波前后的波形比較見圖3、圖4所示。

5 展望

從以上電流波形看，已得到很大改善。若要更進(jìn)一步，可采取的措施為：無源濾波與有源濾波結(jié)或無源濾波器采用適當(dāng)?shù)姆窒喾椒ā?/p>

參考文獻(xiàn)

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