孫博
【摘要】概括諧波主要危害,分析電氣設(shè)計主要諧波抑制和治理措施,分析無源濾波和有源濾波等主要參數(shù)的設(shè)計和選擇,供廣大同行參考
【關(guān)鍵詞】諧波;無源濾波;APF;建筑電氣
隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,建筑中各種變頻和非線性負荷廣泛應(yīng)用(如計算機、變頻空調(diào)、LED燈、變頻風(fēng)機、水泵、汽車充電樁、氣體放電燈等),造成建筑供配電系統(tǒng)諧波問題越來越突出,影響供配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
所以了解建筑諧波特性,分析各諧波治理方法,采取合理的諧波措施,在經(jīng)濟性與治理效果之間取得良好的平衡,對建筑電氣設(shè)計合理優(yōu)化設(shè)計有積極作用。
1、諧波治理措施簡析
(1)選擇帶A接線的變壓器接線形式,這種接線形式使3n次諧波在A繞組中形成環(huán)流,可以抑制3n次諧波流入共用電網(wǎng),但Δ繞組中諧波電流會造成繞組銅損增加、變壓器繞組過熱,所以在變壓器選型時應(yīng)適當(dāng)降容。
(2)增加導(dǎo)線截面,對于3n次諧波電流較大的三相配電線路或諧波電流較大的單相配電線路,配電設(shè)計時應(yīng)該增加中性線導(dǎo)線截面、考慮導(dǎo)線載流量降容,避免中性線電流過大,導(dǎo)致導(dǎo)線發(fā)熱,影響使用壽命和使用安全?!睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008第7.4.4.3條對諧波影響下,導(dǎo)線截面選擇做了相應(yīng)要求。
(3)諧波源負荷和非諧波源負荷分開供電,可以用三相配電線路對諧波源負荷集中供電,且盡量做到三相負荷平衡,三相供電即能增加系統(tǒng)諧波電流承受能力,且有利于諧波電流的相互抵消;即降低對其他設(shè)備負荷和諧波敏感負荷的影響,也便于諧波的集中治理。
(4)對于大容量諧波源,在有條件的情況下,可以提高供電電壓,采用專用線路對諧波負荷供電,可以增加系統(tǒng)諧波承受能力,也便于諧波集中治理。所以設(shè)計時應(yīng)盡量采用單獨變壓器給中央空調(diào)供電,同時適當(dāng)減低變壓器負載率,這樣既能減小大型變頻設(shè)備對其他用電負荷干擾,又便于集中治理。
(5)合理設(shè)置無源濾波器,無源濾波器結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、可靠性高,被廣泛運用于配電系統(tǒng)諧波治理。通過在無功補償電容器串聯(lián)一定電抗率的電抗器,能有效消除特定次諧波電流,能很好的將諧波抑制和無功補償相結(jié)合。
(6)對于諧波頻率帶寬,波動大的配電系統(tǒng),可以設(shè)置有源濾波器(APF)。有源濾波是采用電力電子裝置,通過特定算法,產(chǎn)生一個與諧波波形相同、幅值相等、相位相反的電流來抵消諧波電流。
2、無源濾波器參數(shù)選擇