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諧波治理裝置APF治理方法

對于公用電網中的諧波電壓和諧波電流,在世界上和我國均有相關的標準規(guī)范,例如國際上IEEEstd519要求商業(yè)和工業(yè)用戶向公共電源系統(tǒng)反饋的最大THD應小于5%。我國國家技術監(jiān)督局于1993年又發(fā)布了中華人民共和國國家標準GB/T14549-93《電能質量公用電網諧波》,根據不同電壓等級的公用電網,明確規(guī)定出了各次諧波電流的最大允許值見表1。

表1 注入公共連接點的諧波電流允許值

標準電壓kV

基準短路容量MVA

諧波次數(shù)及諧波電流允許值,A

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

0.38

10

78

62

39

62

26

44

19

21

16

28

13

24

11

12

9.7

18

8.6

16

7.8

9

7

14

7

12

近年來,我國的通信電源行業(yè)也逐漸對諧波電流有了一定的認識,在通信行業(yè)的最新標準中,也已增加了對UPS設備輸入電流諧波含量的要求,規(guī)定根據UPS容量的大小和使用場所的重要性等情況將諧波含量指標分為3個等級,即5%、15%和25%(通信上由于經常使用容量較大的UPS系統(tǒng),系統(tǒng)要求的供電可靠性又高,所以應按照5%的指標要求)。

在通訊領域,為了使諧波盡量不對油機等設備的運行產生干擾,為了使整個供電系統(tǒng)更安全可靠,將整個系統(tǒng)中各點的電流諧波含量均控制在5%以內是最佳的選擇。因此,在新建系統(tǒng)時,應對各種設備專門提出諧波指標相關的要求,以保證系統(tǒng)中的諧波在建設時就得到控制。對于現(xiàn)有系統(tǒng),由于其正在運行,改造的難度和投資都相對大一些,因此,可以考慮在能夠保證整個系統(tǒng)基本安全的前提下,適當降低諧波治理的要求。

折疊無源諧波

無源濾波的主要結構是用電抗器與電容器串聯(lián)起來,組成LC 串聯(lián)回路,并聯(lián)于系統(tǒng)中,LC回路的諧振頻率設定在需要濾除的諧波頻率上,例如5次、7次、11次諧振點上,達到濾除這3次諧波的目的。其成本低,但濾波效果不太好,如果諧振頻率設定得不好,會與系統(tǒng)產生諧振。市場上流通較多的采取的濾波方法就是這一種,主要是因為低成本,用戶容易接受。雖濾波的效果較差,只要滿足國家對諧波的限制標準和電力部門對無功的要求就行了。由于其低成本,市場的需求也就大,一般而言,低壓0.4KV系統(tǒng)大多數(shù)采用無源濾波方式,高壓10KV幾乎都是采用這種方式對諧波進行治理。由于我國的中小企業(yè)大多數(shù)是私有的,業(yè)主對諧波的危害認識不足,一般不愿意拿出大量的經費來治理諧波,而有的企業(yè)由于諧波的含量太大,常規(guī)的無功補償不能湊效,供電部門對無功的要求又是十分嚴格的,達不到就要罰款。因此,業(yè)主不得不要求濾波。因而,其市場的前景可觀,經濟效益也就可觀了。

國內低壓側高水平的諧波濾除裝置是采用光纖觸發(fā)系統(tǒng),大幅度降低因諧波干擾致使電纜觸發(fā)所產生的誤動。

折疊有源諧波

有源諧波濾除裝置是在無源濾波的基礎上發(fā)展起來的,它的濾波效果好,在其額定的無功功率范圍內,濾波效果是百分之百的。它主要是由電力電子元件組成電路,使之產生一個和系統(tǒng)的諧波同頻率、同幅度,但相位相反的諧波電流與系統(tǒng)中的諧波電流抵消。但由于受到電力電子元件耐壓,額定電流的發(fā)展限制,成本極高,其制作也較之無源濾波裝置復雜得多,成本也就高得多了。其主要的應用范圍是計算機控制系統(tǒng)的供電系統(tǒng),尤其是寫字樓的供電系統(tǒng),工廠的計算機控制供電系統(tǒng)。對單臺的裝置而言,其利潤是可觀的,但用戶一般不愿意用有源濾波,對于諧波的含量,不必濾得太干凈,只要不危害其他用電器也就可以了。

折疊避免諧振

普通電容器對諧波有放大作用,串聯(lián)一定的電抗器既可以保護電容器,又可以有效地防止系統(tǒng)諧波被放大。根據GB50053-94《10kV及以下變電所設計規(guī)范》規(guī)定,"當電容器裝置附近有高次諧波含量超過規(guī)定允許值時,應在回路中設置抑制諧波的串聯(lián)電抗器。"GB50227-95《并聯(lián)電容器裝置設計規(guī)范》規(guī)定,"用于抑制諧波,當并聯(lián)電容器裝置接入電網處的背景諧波為5次及以上時,宜取6%;當并聯(lián)電容器裝置接入電網處的背景諧波為3次及以上時,宜取12%"。

綜上所述,在建設通信用供電系統(tǒng)時,應在電路解諧的基礎上,首先考慮使用有源濾波器進行治理。最好在建設初期就考慮解決。如在建設UPS系統(tǒng)時,直接配置有源濾波器等,這樣不但可以保證建設的系統(tǒng)更加安全可靠,同時由于可以很方便的實現(xiàn)末端治理,使供電可靠性及節(jié)能效率都有所增加。


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