玻纖行業(yè)低壓配電系統(tǒng)的諧波分析和治理

潘之湘

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

關鍵詞：玻纖行業(yè)；低壓配電；諧波

引言

玻纖工業(yè)中，低壓配電側普遍采用電助熔輔助加熱技術。由于該技術使用較多的晶閘管元件，使電能質量受到很大影響，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、供和輸電設備的額外附加損耗，使設備的溫度上升，降低設備的壽命和利用率。（2）對繼電保護、自動裝置產(chǎn)生耦合干擾，進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)設備出現(xiàn)波動，導致次品率上升。

1.2 諧波標準

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)劃和設計時，將諧波源盡可能接入大容量或高電壓的網(wǎng)絡，以減小諧波危害面。（2）調節(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。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。如將具有互補性質的裝置集中使用等。（3）脈寬調制。即采用PWM方法，將直流電壓調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元件構成，安裝在諧波源接入點。其原理是當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、結構簡單，其應用最為廣泛。（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。（3）靜止無功補償裝置。一般并聯(lián)裝設在諧波源處，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，是當前諧波治理的最新技術。HAPF治理諧波，是靈活的、動態(tài)的，主要用于各次諧波皆有、諧波構成復雜等情況。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。若要更進一步，可采取的措施為：無源濾波與有源濾波結或無源濾波器采用適當?shù)姆窒喾椒ā?/p>

參考文獻

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