電能質(zhì)量綜合治理

1、電能質(zhì)量的綜合治理現(xiàn)代工業(yè)要求高質(zhì)量的電能現(xiàn)代工業(yè)要求高質(zhì)量的電能高度自動化高度自動化微處理器為核心的控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，控制系統(tǒng)的微處理器為核心的控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，控制系統(tǒng)的可靠性決定了產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、安全，而自動控可靠性決定了產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、安全，而自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定的保障是電能質(zhì)量。制系統(tǒng)穩(wěn)定的保障是電能質(zhì)量。高度信息化：高度信息化：企業(yè)管理高度依賴信息系統(tǒng)，信息系統(tǒng)穩(wěn)定運行的企業(yè)管理高度依賴信息系統(tǒng)，信息系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件是電能質(zhì)量。條件是電能質(zhì)量。從電磁兼容的角度看電能質(zhì)量電網(wǎng)線路電網(wǎng)線路施擾源施擾源敏感源敏感源耦合路徑耦合路徑非線性電非線性電氣負(fù)荷氣負(fù)荷各類用電各類用電設(shè)備設(shè)備電網(wǎng)

2、上常見的污染浪涌電壓浪涌電壓電壓驟降電壓驟降諧波畸變諧波畸變射頻噪聲射頻噪聲解決電能質(zhì)量問題的思路1、控制污染源：、控制污染源：最好的策略，從根源上解決問題最好的策略，從根源上解決問題2、對電能進行凈化、對電能進行凈化對于有些場合時必須的，例如雷電、浪對于有些場合時必須的，例如雷電、浪涌、電壓暫降涌、電壓暫降3、切斷耦合通路、切斷耦合通路采用不同的電網(wǎng)供電，臨時性措施采用不同的電網(wǎng)供電，臨時性措施最嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題：諧波最嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題：諧波現(xiàn)代的用電方式發(fā)生了巨大的改變，整流電路大現(xiàn)代的用電方式發(fā)生了巨大的改變，整流電路大量應(yīng)用：量應(yīng)用：變頻器、直流電機驅(qū)動器、中頻爐變頻器、直流電機驅(qū)

3、動器、中頻爐各種電源（各種電源（UPS、充電器、直流電源等）、充電器、直流電源等）信息設(shè)備、信息設(shè)備、LED顯示屏、大型醫(yī)療設(shè)備顯示屏、大型醫(yī)療設(shè)備高效照明設(shè)備、功率受控的照明設(shè)備高效照明設(shè)備、功率受控的照明設(shè)備整流電路產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電流！整流電路產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電流！電磁干擾形成的過程電磁干擾形成的過程中頻爐中頻爐數(shù)字設(shè)備數(shù)字設(shè)備T TT TT TT T 1) Ch 1: 50 Volt 2 ms 2) Ch 2: 200 A 2 ms 系統(tǒng)阻抗系統(tǒng)阻抗諧波電流諧波電流諧波電壓諧波電壓形成干擾形成干擾諧波電流是問題的本質(zhì)35kV以下以下2kV以下以下高壓高壓中壓中壓低壓低壓原始的電壓波形沒有畸

4、變，負(fù)荷產(chǎn)生了諧波電流，才導(dǎo)原始的電壓波形沒有畸變，負(fù)荷產(chǎn)生了諧波電流，才導(dǎo)致電壓畸變致電壓畸變諧波電流諧波電流諧波電壓諧波電壓諧波電壓的形成諧波電流諧波電流諧波電壓諧波電壓 = 諧波電流諧波電流 系統(tǒng)阻抗系統(tǒng)阻抗干擾源的影響與系統(tǒng)阻抗密切相關(guān)電網(wǎng)容量越?。▽?yīng)阻抗越高），越容易形成干擾電網(wǎng)容量越?。▽?yīng)阻抗越高），越容易形成干擾變壓器容量較小的場合變壓器容量較小的場合產(chǎn)生較大的電壓畸變產(chǎn)生較大的電壓畸變變壓器容量較大的場合變壓器容量較大的場合產(chǎn)生較小的電壓畸變產(chǎn)生較小的電壓畸變備用電源更怕諧波電流備用電源的內(nèi)阻更大，備用電源的內(nèi)阻更大，UPS的諧波電流導(dǎo)致天的諧波電流導(dǎo)致天線出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。線

5、出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。UPS電源電源衛(wèi)星跟蹤天線衛(wèi)星跟蹤天線發(fā)電機發(fā)電機解決電能質(zhì)量問題的方法電源電源凈化凈化裝置裝置諧波諧波消除消除裝置裝置諧波治理的本質(zhì)：減小諧波電流諧波電流是電力諧波的根源。諧波電流是電力諧波的根源。發(fā)電廠發(fā)出的電力是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電壓，不含諧波發(fā)電廠發(fā)出的電力是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電壓，不含諧波電壓。發(fā)生畸變，都是由于用戶造成的。電壓。發(fā)生畸變，都是由于用戶造成的。解決諧波問題，就是消除諧波電流！解決諧波問題，就是消除諧波電流！有源濾波器：有源濾波器：無源濾波器：并聯(lián)、串聯(lián)無源濾波器：并聯(lián)、串聯(lián)多脈整流電路：多脈整流電路：12脈、脈、18脈、脈、24脈等脈等有源整流電路：有源整流電路：諧

6、波治理的效果諧波治理點，任何方法僅諧波治理點，任何方法僅能保證上游的諧波電流畸能保證上游的諧波電流畸變率。變率。諧波治理的策略諧波治理的策略諧波源諧波源n諧波源諧波源11 高壓母線治理高壓母線治理2 低壓母線治理低壓母線治理3 就地治理就地治理傳統(tǒng)的諧波治理策略內(nèi)部電網(wǎng)質(zhì)量沒有保證內(nèi)部電網(wǎng)質(zhì)量沒有保證不同策略的比較1 高壓母線治理高壓母線治理2 低壓母線治理低壓母線治理3 就地治理就地治理 諧波的危害減小諧波的危害減小 治理的收益增加治理的收益增加不同策略得到的好處不同策略得到的好處策略策略1策略策略2策略策略3滿足電網(wǎng)質(zhì)滿足電網(wǎng)質(zhì)量要求量要求 減小變壓器減小變壓器損耗損耗 企業(yè)內(nèi)部設(shè)企業(yè)內(nèi)部

7、設(shè)備工作穩(wěn)定備工作穩(wěn)定 企業(yè)內(nèi)部電企業(yè)內(nèi)部電能質(zhì)量優(yōu)良能質(zhì)量優(yōu)良 諧波的綜合治理HTHFHTHFHTHFPSW有源濾波器有源濾波器設(shè)備級的諧波治理設(shè)備級的諧波治理企業(yè)對于電能質(zhì)量的責(zé)任企業(yè)對于電能質(zhì)量的責(zé)任時代不同了，電能質(zhì)量治理的觀念也要改變：時代不同了，電能質(zhì)量治理的觀念也要改變：過去：過去：主要為了保持公共電網(wǎng)的質(zhì)量（滿足電力公司的要主要為了保持公共電網(wǎng)的質(zhì)量（滿足電力公司的要求），履行用電戶的義務(wù)求），履行用電戶的義務(wù)?，F(xiàn)在：現(xiàn)在：企業(yè)內(nèi)部的電網(wǎng)質(zhì)量同樣不容忽視，企業(yè)應(yīng)該更加企業(yè)內(nèi)部的電網(wǎng)質(zhì)量同樣不容忽視，企業(yè)應(yīng)該更加關(guān)注內(nèi)部的電能質(zhì)量，保證生產(chǎn)制造系統(tǒng)的正常運關(guān)注內(nèi)部的電能質(zhì)量，保證

8、生產(chǎn)制造系統(tǒng)的正常運行。行。常用的諧波治理設(shè)備名稱用途高壓諧波濾波器安裝在高壓母線上，滿足電力公司對功率因數(shù)、諧波電流的要求有源濾波器 安裝在低壓母線上，或諧波源設(shè)備的電源輸入端，使上游的諧波電流畸變率小于5%無源設(shè)備級濾波器安裝在諧波源設(shè)備的電源輸入端，使上游的諧波電流畸變率小于8%有源濾波器柜式有源濾波器柜式有源濾波器壁掛式有源濾波器壁掛式有源濾波器有源濾波器的原理有源濾波器前后的電流有源濾波器有源濾波器開開沒有濾波的沒有濾波的情況情況注意事項：意外的射頻干擾有源濾波器用有源濾波器用PWM波形合成諧波波形合成諧波與變頻器的原理相同與變頻器的原理相同因此，是射頻干擾源。因此，是射頻干擾源。對

9、有源濾波器的額外要求對有源濾波器，除了要關(guān)注其濾波器性能對有源濾波器，除了要關(guān)注其濾波器性能以外，還要關(guān)注其電磁兼容性：以外，還要關(guān)注其電磁兼容性：不會向電網(wǎng)注入射頻干擾，不會對電網(wǎng)上不會向電網(wǎng)注入射頻干擾，不會對電網(wǎng)上的其他設(shè)備形成干擾；的其他設(shè)備形成干擾；不會向空間輻射電磁干擾，不會對鄰近的不會向空間輻射電磁干擾，不會對鄰近的設(shè)備形成干擾；設(shè)備形成干擾；有完善的雷電防護措施，全天候可靠運行。有完善的雷電防護措施，全天候可靠運行。有源濾波器的安裝有源有源濾波器濾波器 UPS 變頻器 計算機 電機變壓器變壓器設(shè)備級諧波濾波器安裝在設(shè)備的電安裝在設(shè)備的電源線入線端，減源線入線端，減小諧波源設(shè)備的

10、小諧波源設(shè)備的諧波電流發(fā)射。諧波電流發(fā)射。設(shè)備級諧波濾波器的特殊要求 濾波效果確定，在任何系統(tǒng)中濾波效果確定，在任何系統(tǒng)中THID一定一定 不吸收上游諧波電流不吸收上游諧波電流 不與系統(tǒng)發(fā)生不良影響不與系統(tǒng)發(fā)生不良影響 不產(chǎn)生過大的容性無功不產(chǎn)生過大的容性無功 可靠性高可靠性高設(shè)備級諧波濾波器的使用方法串聯(lián)安裝串聯(lián)安裝按照變頻器的功率直接選型按照變頻器的功率直接選型即連即用，不需要現(xiàn)場調(diào)試即連即用，不需要現(xiàn)場調(diào)試T TT TT TT T 1) Ch 1: 50 Volt 2 ms 2) Ch 2: 200 A 2 ms T TT TT TT T 1) Ch 1: 200 Volt 2 ms 2

11、) Ch 2: 500 A 2 ms 沒有諧波濾波器時的波形沒有諧波濾波器時的波形 安裝諧波濾波器后的波形安裝諧波濾波器后的波形 電壓 電流設(shè)備級諧波濾波器的效果變頻器帶來的特殊問題諧波電流諧波電流輸出電壓（輸出電壓（PWM）損害電網(wǎng)、損害電網(wǎng)、干擾其他電子設(shè)備干擾其他電子設(shè)備損害電機損害電機電磁干擾電磁干擾對電機的損傷對電機線圈繞組的損傷對電機線圈繞組的損傷對電機軸承的損傷對電機軸承的損傷PWM電壓產(chǎn)生尖峰電壓入射波與反射波疊加，入射波與反射波疊加，產(chǎn)生尖峰電壓。產(chǎn)生尖峰電壓。尖峰電壓幅度與電纜長度電纜長度超過電纜長度超過30米時，電機米時，電機端的尖峰電壓達到端的尖峰電壓達到2.7UAC電機保護的方法：吸收尖峰電壓將尖峰電壓吸收掉，并將其轉(zhuǎn)換為熱能耗散掉，是保將尖峰電壓吸收掉，并將其轉(zhuǎn)換為熱能耗散掉，是保護電機的新方法。這種方法采用并聯(lián)安裝，體積小、護電機的新方法。這種方法采用并聯(lián)安裝，體積小、重量輕、性價比高（特別是大功率的場合）重量輕、性價比高（特別是大功率的場合）變頻器尖峰電壓吸收器的效果將尖峰電