一隆諧波治理解決方案課件

ELION一隆諧波治理

節(jié)能解決方案目錄一隆節(jié)電產(chǎn)品的組成諧波治理的背景知識(shí)一隆諧波治理產(chǎn)品一隆諧波治理安裝系統(tǒng)圖一隆諧波治理預(yù)期效果一隆節(jié)電產(chǎn)品的組成電機(jī)節(jié)電器動(dòng)態(tài)濾波節(jié)電器節(jié)能泵照明節(jié)電器節(jié)能燈

序號(hào)應(yīng)用類型對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品和方案1電動(dòng)機(jī)電機(jī)節(jié)電器,采用高效率變頻器加自動(dòng)控制原理2諧波豐富的變壓器和產(chǎn)生諧波的設(shè)備安裝動(dòng)態(tài)濾波器、箝壓節(jié)電器3泵更換高效節(jié)能泵4照明系統(tǒng)安裝照明節(jié)電器、更換節(jié)能燈諧波治理的背景知識(shí)---諧波的產(chǎn)生

諧波是由于正弦電壓加壓于非線性負(fù)載，基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波。

整流元器件是最主要的諧波源。如UPS，開關(guān)電源，變頻器等都含有整流器。這些元件輪回地導(dǎo)通和關(guān)斷，造成了交流電源回路的波形強(qiáng)行發(fā)生了變化，使得正弦波產(chǎn)生畸變。電流波形不再是正弦波形。主要非線性負(fù)載有UPS、開關(guān)電源、整流器、變頻器、感應(yīng)電爐、電子計(jì)算機(jī)、充電器、電子鎮(zhèn)流器，它們的諧波波形如左：諧波治理的背景知識(shí)---諧波的產(chǎn)生在供電系統(tǒng)中諧波電流的出現(xiàn)已經(jīng)有許多年了。過去，諧波電流是由電氣化鐵路和工業(yè)的直流調(diào)速傳動(dòng)裝置所用的，由交流變換為直流電的水銀整流器所產(chǎn)生的。近年來，產(chǎn)生諧波的設(shè)備類型及數(shù)量均已劇增，并將繼續(xù)增長(zhǎng)。在理想的干凈供電系統(tǒng)中，電流和電壓都是正弦波的。在只含線性元件(電阻、電感及電容)的簡(jiǎn)單電路里，流過的電流與施加的電壓成正比，流過的電流是正弦波。在實(shí)際的供電系統(tǒng)中，由于有非線性負(fù)荷的存在，當(dāng)電流流過與所加電壓不呈線性關(guān)系的負(fù)荷時(shí)，就形成非正弦電流。任何周期性波形均可分解為一個(gè)基頻正弦波加上許多諧波頻率的正弦波。諧波頻率是基頻的整倍數(shù)，例如基頻為50Hz，二次諧波為100Hz，三次諧波則為150Hz。因此畸變的電流波形可能有二次諧波、三次諧波……可能直到第五十次諧波組成。

諧波治理的背景知識(shí)---諧波的產(chǎn)生從工作原理來分，產(chǎn)生諧波的諧波源主要有三類：（1）鐵磁飽和型。主要指各種帶鐵心的電力設(shè)備，鐵芯飽和電流、勵(lì)磁電流及在投入或電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁涌流都是非正弦波，含有高次諧波，這也是供電系統(tǒng)的諧波源，典型的如變壓器、電抗器、互感器等。

（2）電子開關(guān)型。主要指各種交直流換流設(shè)備，如整流器、逆變器、雙向晶閘管及可控硅開關(guān)設(shè)備等。廣泛應(yīng)用與冶金、化工、電氣化機(jī)車等行業(yè)，包括家用電器、節(jié)能燈具和電力系統(tǒng)直流輸電等都是電子開關(guān)型諧波源。典型的諧波源如電力機(jī)車，變頻器，中頻爐，電化學(xué)槽，軋機(jī)，家用電器（電視機(jī)、節(jié)能燈、計(jì)算機(jī)、空調(diào)機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)等）

（３）電弧型。主要指各種煉鋼爐、金屬熔化設(shè)備、電焊機(jī)群等。

常見具體產(chǎn)生諧波的設(shè)備：1電弧煉鋼爐2整流器及整流設(shè)備3焊機(jī)設(shè)備4電子控制照明裝置5UPS電源系統(tǒng)6空調(diào)（變頻）

7高層電梯8TV影視設(shè)備TV影視監(jiān)視設(shè)備9磁飽和穩(wěn)壓裝置

10計(jì)算機(jī)打印機(jī)復(fù)印機(jī)變頻冰箱等

諧波治理的背景知識(shí)-諧波的危害對(duì)人體產(chǎn)生危害---長(zhǎng)期在有諧波的場(chǎng)合工作和生活，諧波輻射將對(duì)人體產(chǎn)生危害，諧波會(huì)刺激人體細(xì)胞，使正常的細(xì)胞膜電位發(fā)生快速波動(dòng)或可逆的翻轉(zhuǎn)，當(dāng)這種波動(dòng)或翻轉(zhuǎn)頻率接近諧波頻率時(shí)，會(huì)影響人體大腦與心臟，并且降低免疫力，破壞神經(jīng)中樞。

諧波的危害---表現(xiàn)為引起電氣設(shè)備(電機(jī)、變壓器和電容器等)附加損耗和發(fā)熱；使同步發(fā)電機(jī)的額定輸出功率降低，轉(zhuǎn)矩降低，變壓器溫度升高，效率降低，絕緣加速老化，縮短使用壽命，甚至損壞；降低繼電保護(hù)、控制、以及檢測(cè)裝置的工作精度和可靠性等。諧波注入電網(wǎng)后會(huì)使無功功率增大，功率因數(shù)降低，甚至有可能引發(fā)并聯(lián)或串聯(lián)諧振，損壞電氣設(shè)備以及干擾通信線路的正常工作。

諧波治理的背景知識(shí)-諧波的危害對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響

在工程供電系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)負(fù)荷約占整個(gè)負(fù)荷的85%左右。因此，諧波使電動(dòng)機(jī)總的附加損耗影響較為顯著。由于集膚效應(yīng)、磁滯、渦流等現(xiàn)象將隨著諧波次數(shù)增高而使得各類旋轉(zhuǎn)電機(jī)的鐵芯和繞組中產(chǎn)生的附加損耗增加。諧波電流和電壓對(duì)感應(yīng)及同步電動(dòng)機(jī)所造成的主要效應(yīng)為在諧波頻率下鐵損和銅損的增加所引起之額外溫升。這些額外損失將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率降低，并影響轉(zhuǎn)矩。當(dāng)設(shè)備負(fù)荷對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的變動(dòng)較敏感時(shí)，其扭動(dòng)轉(zhuǎn)矩的輸出將影響所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。諧波還使電動(dòng)機(jī)噪音增大甚至可導(dǎo)致扭矩震動(dòng)，而扭矩的震動(dòng)則是由諧波電流和基波頻率磁場(chǎng)所造成的，如果機(jī)械諧振頻率與電氣勵(lì)磁重合，會(huì)發(fā)生共振進(jìn)而產(chǎn)生很高的機(jī)械應(yīng)力，導(dǎo)致機(jī)械損壞的危險(xiǎn)。諧波治理的背景知識(shí)-諧波的危害對(duì)變壓器的影響

諧波電流會(huì)引起變壓器的銅損、鐵損和雜散損增加。諧波會(huì)在變壓器繞組中形成環(huán)流，使繞組過熱，變壓器整體溫升提高，這些由諧波所引起的額外損失將與電流和頻率的平方成比例上升，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器的基波負(fù)載容量下降，而且諧波也會(huì)導(dǎo)致變壓器噪聲增加。諧波治理的背景知識(shí)-諧波的危害對(duì)電子設(shè)備的影響

電力電子設(shè)備對(duì)供電電壓的諧波畸變很敏感，這種設(shè)備常常須靠電壓波形的過零點(diǎn)或其它電壓波形取得同步運(yùn)行。電壓諧波畸變可導(dǎo)致電壓過零點(diǎn)漂移或改變一個(gè)相間電壓高于另一個(gè)相間電壓的位置點(diǎn)。這兩點(diǎn)對(duì)于不同類型的電力電子電路控制是至關(guān)重要的?？刂葡到y(tǒng)對(duì)這兩點(diǎn)(電壓過零點(diǎn)與電壓位置點(diǎn))的判斷錯(cuò)誤可導(dǎo)致控制系統(tǒng)失控。而含諧波的電力與通訊線路之間的感性或容性耦合亦可能造成對(duì)通訊設(shè)備的干擾。計(jì)算機(jī)和一些其它電子設(shè)備，如可編過程控制器(PLC)，通常要求總諧波電壓畸變率(THD)小于5%，且個(gè)別諧波電壓畸變率低于3%，較高的畸變量可導(dǎo)致控制設(shè)備誤動(dòng)作，進(jìn)而造成生產(chǎn)或運(yùn)行中斷，導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失。

諧波治理的背景知識(shí)-諧波的危害對(duì)開關(guān)的影響

像其它設(shè)備一樣，諧波電流也會(huì)引起開關(guān)之額外溫升并使基波電流負(fù)載能力降低。溫升的提高對(duì)某些絕緣組件而言會(huì)降低其使用壽命

對(duì)絕緣的影響

隨著非線性電力設(shè)備的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)中諧波問題日趨嚴(yán)重，諧波的存在會(huì)對(duì)電力設(shè)備造成損壞，加速設(shè)備絕緣老化。諧波疊加后的電壓峰值對(duì)器件老化有很大的影響，研究表明，諧波對(duì)其壽命的主要影響因素為：電壓峰值、電壓均方根值和電壓波斜率。其中峰值對(duì)它壽命的影響最大。

對(duì)各類電力電容器(包括補(bǔ)償電容)的影響

由于大部分電力電容器對(duì)于高次諧波呈現(xiàn)低阻抗，有的電容器在和系統(tǒng)電路中的感抗組成的諧振回路的諧振頻率等于或接近某次諧波分量的頻率時(shí)，就會(huì)引起諧波電流放大，使電力電容器過熱，過電壓而不能正常工作，在高次諧波的影響下很容易被擊穿。加速電容器老化，縮短壽命甚至燒毀。

諧波治理的背景知識(shí)-諧波的危害對(duì)通信系統(tǒng)的干擾影響

通信系統(tǒng)少不了的換流設(shè)備和UPS設(shè)備本身是很嚴(yán)重的諧波源，這類設(shè)備產(chǎn)生的諧波頻率一般在20KHz左右，該頻段的諧波必然會(huì)干擾載波通信的正常工作，由此產(chǎn)生的干擾電壓將會(huì)嚴(yán)重影響通信線路的通信質(zhì)量，甚至于在某些情況下還會(huì)造成通信線路的中斷等嚴(yán)重后果。

對(duì)自動(dòng)化流水線、數(shù)控機(jī)床、工作母機(jī)類精密設(shè)備的影響

眾所周知，絕大部分的數(shù)控類設(shè)備都通過一系列的交直流電機(jī)，通過變頻調(diào)速來控制的。在此過程中諧波的瞬時(shí)脈沖會(huì)引起控制元件的誤動(dòng)作，尤其是由于數(shù)控設(shè)備中的控制用芯片中的電容受到諧波的影響，很容易老化甚至短路，引起設(shè)備不能工作。另外在這類精密加工設(shè)備的各類繼電器的接觸點(diǎn)上，在諧波的作用下很容易形成一個(gè)氧化碳膜層，既增加了接觸點(diǎn)的阻抗又大大降低了控制器的靈敏度。

一隆諧波治理產(chǎn)品混合型動(dòng)態(tài)濾波器A6-HAPF

（安裝于變壓器配電室，并聯(lián)）現(xiàn)場(chǎng)箝壓節(jié)電器A6-V

（安裝于現(xiàn)場(chǎng)諧波產(chǎn)生設(shè)備電柜旁邊，串聯(lián)）一隆節(jié)電產(chǎn)品-動(dòng)態(tài)濾波器混合型動(dòng)態(tài)濾波器是基于有源電力濾波器APF和無源電力濾波器PF技術(shù)的一種電力濾波器，集中具有APF和PF治理諧波所長(zhǎng)，在諧波含量很高時(shí)，大部分的諧波通過無源濾波器吸收，剩余的動(dòng)態(tài)變化的諧波由有源濾波器實(shí)時(shí)跟蹤補(bǔ)償，既減少了投資，解決PF響應(yīng)速度慢的缺陷，又可避免由于諧波環(huán)境變化引起的系統(tǒng)諧振等危害，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、合理的治理諧波和無功補(bǔ)償。動(dòng)態(tài)濾波節(jié)電器適用于諧波含量比較大，電網(wǎng)諧波含有率不斷變化的配電系統(tǒng)應(yīng)用。

一隆諧波治理產(chǎn)品-動(dòng)態(tài)濾波器產(chǎn)品特點(diǎn)：1.

同時(shí)濾除2～50次諧波，可選擇或剔除2～50次內(nèi)的任意次數(shù)諧波補(bǔ)償。2.

響應(yīng)時(shí)間為1ms，對(duì)階躍變化的諧波完全補(bǔ)償時(shí)間為10ms（1/2周波）3.

采用3DSP+CPLD全數(shù)字控制方式和國(guó)際知名品牌高速IGBT，閉環(huán)控制，精確濾除諧波。4.

自動(dòng)消除諧振，不受電網(wǎng)阻抗和系統(tǒng)阻抗變化影響。5.

具有補(bǔ)償諧波；同時(shí)補(bǔ)償諧波和無功；補(bǔ)償諧波，同時(shí)補(bǔ)償無功和三相電流不平衡三種工作模式。6.

并聯(lián)安裝，安裝方便簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)展。7.

設(shè)計(jì)選型簡(jiǎn)單，只需測(cè)量系統(tǒng)諧波電流大小。8.

維護(hù)方便，在符合要求的工作環(huán)境下工作，非機(jī)器故障無需維護(hù)。9.動(dòng)態(tài)濾波器自身耗電約為80W。

一隆諧波治理產(chǎn)品-動(dòng)態(tài)濾波器

有源濾波器通過外部電流互感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載電流，并通過內(nèi)部DSP計(jì)算，提取出負(fù)載電流的諧波成分，然后通過PWM信號(hào)發(fā)送給內(nèi)部IGBT，控制逆變器產(chǎn)生一個(gè)和負(fù)載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，達(dá)到濾波目的。濾波器本身消耗電能非常少，所釋放的電流為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)在濾波器內(nèi)部電容器內(nèi)的電流，反向電流疊加到負(fù)載上，形成諧波電流抵消。使得變壓器只輸出正弦波電流。一隆諧波治理產(chǎn)品-動(dòng)態(tài)濾波器

動(dòng)態(tài)濾波器內(nèi)部結(jié)構(gòu)一隆諧波治理產(chǎn)品-嵌壓節(jié)電器箝壓節(jié)電器通過抑制瞬變、提高系統(tǒng)用電效率來提高電效和保護(hù)用電設(shè)備。安裝完畢之后，可顯著降低設(shè)備運(yùn)行電流。箝壓節(jié)電器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電源的各相電壓，具有清潔、去除和吸收系統(tǒng)中破壞性和不經(jīng)濟(jì)電力污染的功能。它能高速吸收高能瞬變，最終達(dá)到提高電效目的，并具備一定的防雷功能。箝壓節(jié)電器將竄入電力線、信號(hào)傳輸線路的浪涌、瞬變過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，保護(hù)設(shè)備或系統(tǒng)不因受沖擊而損壞。

一隆諧波治理產(chǎn)品-嵌壓節(jié)電器箝壓節(jié)電器性能特點(diǎn)

◆供電進(jìn)線端保護(hù)；

◆自動(dòng)防故障設(shè)計(jì)；

◆均勻組合熔斷器；

◆模塊化設(shè)計(jì)，低阻抗連接；

◆全部采用固態(tài)和氣態(tài)雙向傳輸元件；

◆內(nèi)置式防火設(shè)計(jì)；

◆為工業(yè)、商用、住宅、海運(yùn)等各種行業(yè)的電力分配系統(tǒng)提供自動(dòng)化的安全保護(hù)。

箝壓節(jié)電器內(nèi)部主回路的主要器件為自主研發(fā)的3只高效放電嵌壓敏感電阻及1只高效放電箝壓敏感電容、高效濾波鐵氧體、阻容回路組成。

該節(jié)電器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)有瞬流和浪涌時(shí)，節(jié)電器通過3只高效放電嵌壓敏感電阻及1只高效放電箝壓敏感電容可即時(shí)將該部分有害的瞬流和浪涌進(jìn)行對(duì)地釋放、高效濾波鐵氧體、阻容回路可吸收設(shè)備產(chǎn)生的瞬流電壓，避免反饋到電網(wǎng)。從而避免產(chǎn)生設(shè)備過熱和電力損耗，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。

一隆諧波治理產(chǎn)品-嵌壓節(jié)電器箝壓節(jié)電器技術(shù)參數(shù)：

額定電壓380VAC（三相五線制）

工作頻率50Hz

最大連續(xù)工作電壓：

相線對(duì)相線：430VAC

相線對(duì)零線：250VAC

相線對(duì)地線：250VAC

零線對(duì)地線：250VAC

響應(yīng)時(shí)間高達(dá)1皮秒（10-12秒）

保護(hù)模式L1-N，L2-N，L3-NL1-G，L2-G，

L3-GL1-L2，L2-L3，L3-L1N-G

脈沖承受能力5000個(gè)8/20μs

C類脈沖沒有阻礙

最大浪涌電流每相100KA（8/20uS電流波形）

斷路器保護(hù)防止由于內(nèi)部短路或元器件故障引起過流的損壞

正弦波跟蹤