1、諧波原理及抑制諧波原理及抑制2施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部內(nèi)容內(nèi)容1 - 基本概念基本概念2 - 電力生產(chǎn)、配電和消耗各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的諧波干擾電力生產(chǎn)、配電和消耗各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的諧波干擾3 - 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定4 - 諧波對主要元件的影響諧波對主要元件的影響5 - 諧波抑制方案諧波抑制方案5.1 - 防止和校正5.2 - 有源濾波器5.3 - 正弦波采樣理論3施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部1 - 基本概念基本概念目的目的:了解本課必備的基本概念了解本課必備的基本概念4施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部基本概念基本概念線性負載線性負載非

2、線性負載非線性負載n無諧波n電流包含諧波n線性負載概念線性負載概念: q負載被稱為“線性的”是指當(dāng)施加一個正弦波電壓時它吸收的電流也是正弦波的負載。q例, 白熾燈,加熱器, 穩(wěn)態(tài)運行的電機。n非線性負載概念非線性負載概念:q負載被稱為“非線性”是指當(dāng)加上一個正弦波電壓, 它吸收的電流為非正弦的。q例, 計算機, 啟動時的電機, 變頻器，節(jié)能燈，變壓器加電時, 等。5施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n電抗器飽和電抗器飽和基本概念基本概念非線性，舉例非線性，舉例n整流二極管整流二極管L = f (i)vLiRvlilLviviviw wtw wtn非線性引起諧波表現(xiàn)為電流不再跟

3、隨電壓的形狀, 即不是正弦波。2PP6施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n間諧波間諧波正弦分量不是基波頻率的整數(shù)倍。n次諧波次諧波諧波分量頻率低于基波頻率這兩類干擾是由各種設(shè)備吸收的功率為周期性或隨機變化引起的。例: - 電弧爐 電弧不穩(wěn)定- 波形控制- 循環(huán)變流器 頻率變換器- 變頻器基本概念基本概念間諧波和次諧波間諧波和次諧波n圖形圖形1 2 3 4 5infrainter7施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部定義定義n傅立葉變換傅立葉變換: 所有周期性的非正弦連續(xù)函數(shù), 可以被分解成無窮多的周期正弦函數(shù)的總和, 該正弦函數(shù)的頻率為基波頻率的整數(shù)倍。基本概

4、念基本概念f(t) = + ancos(nw1t) + bnsin(nw1t)式中:w1 = (T 為周期)n 為正整數(shù)ao, an, bn 為博立葉系數(shù) ao = f(t).dt an = f(t).cosnw1t.dt bn = f(t).sinnw1t.dtSn = 1ao22pT2ToT2ToT2ToT8施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部Y0 = 0Yn =對于奇數(shù)次nYn/Y1 =對于奇數(shù)次n基本概念基本概念定義定義n以方波為例以方波為例1n2 2 Ep1nH3 均方根值.E2 2 p13基波均方根值.E2 2 pYn/Y1100%1 3 5 7 9 11 n2PP

5、+EU-Ewt9施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部基本概念基本概念定義定義n逐次諧波畸變逐次諧波畸變n次諧波均方根與基波均方根值的比值n頻譜頻譜 諧波幅值和諧波次數(shù)的函數(shù)表示。各次諧波幅值表示為基波的百分數(shù)。YnY1Hn % = 10010施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n非正弦周期量的均方根值非正弦周期量的均方根值 (RMS) Yrms = y2 (t) dt = (Yn)2 n電壓畸變電壓畸變諧波均方根值與基波的比值THD (%) = 100* 對于 DIN 標(biāo)準(zhǔn), Y1 由 Y 的均方根值代替基本概念基本概念定義定義1TT0n = n = 1(Yn)

6、2n = n = 2Y1*11施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部基本概念基本概念定義定義n功率因數(shù)和相移因數(shù)功率因數(shù)和相移因數(shù)q功率因數(shù)是有功功率P與視在功率S的比值q相移因數(shù) cos j1 代表電壓與電流基波夾角的余弦。 P1 基波分量的有功功率S1 基波分量的視在功率n畸變因數(shù) DF 是 PF 與 cos j1 之間的比值n峰值因數(shù)是峰值與周期量均方根值的比值PSPF =P1S1cos j1=PFcos j1DF =Y crestY rmsCF =12施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n電壓與電流畸變的關(guān)系電壓與電流畸變的關(guān)系 電源阻抗對于每個電流諧波I

7、n, 對應(yīng)該頻率的電源阻抗Zsn兩端存在諧波電壓Un Un=Zsn.Inn逐次諧波畸變逐次諧波畸變 Hn=(U1: 基波值) THD (%) = 100 (Hn)2在各次諧波頻率下的電源阻抗為電壓出現(xiàn)畸變的基本原因n結(jié)論結(jié)論: 如果電源阻抗低, 電壓畸變就低?；靖拍罨靖拍铍娫醋杩闺娫醋杩筺 = n = 2UeZsisn UnU113施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部發(fā)電機X”d=12%n阻抗和頻率的函數(shù)關(guān)系阻抗和頻率的函數(shù)關(guān)系基本概念基本概念電源阻抗電源阻抗n等效圖n變壓器, 發(fā)電機, 電纜輸出阻抗與額定負載時輸出阻抗的比值傳統(tǒng)UPS變壓器Usc=4%MLI UPSnUP

8、S%ZsZc1501005050250500750F (Hz)14施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n電流諧波畸變依賴于負載n電壓諧波畸變依賴于電源n較低的電源阻抗利于諧波電流流向電源, 但同時電壓畸變往往也較低n反之, 高電源阻抗阻止諧波電流流向電源, 但電壓總畸變往往也較高n電源阻抗與總諧波畸變 (u, i) 之間的變化是非線性的基本概念基本概念電源阻抗對電壓和電流畸變的影響電源阻抗對電壓和電流畸變的影響15施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部基本概念基本概念術(shù)語術(shù)語n主要術(shù)語主要術(shù)語通常標(biāo)記通常標(biāo)記IEC其它其它總諧波畸變總諧波畸變TDHDTHD, 功率

9、因數(shù)功率因數(shù)FPPF相移因數(shù)相移因數(shù)cosjcosj1畸變因數(shù)畸變因數(shù)FDDF, Fd峰值因數(shù)峰值因數(shù)FCFCCF16施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部 2 - 電力生產(chǎn)、配電和消耗各環(huán)節(jié)電力生產(chǎn)、配電和消耗各環(huán)節(jié) 產(chǎn)生的諧波干擾產(chǎn)生的諧波干擾目的目的:認識干擾源的特點認識干擾源的特點17施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部諧波干擾諧波干擾電源電源EJPMIUPSBMV/LV線性負載n在電網(wǎng)某一點在電網(wǎng)某一點, 諧波畸變依賴于諧波畸變依賴于:q負載類型q電纜或?qū)Ь€q變壓器接線類型和阻抗q電源阻抗18施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n當(dāng)無載或

10、線性負載時當(dāng)無載或線性負載時, THD (U) 小于小于 4%n對于非線性負載對于非線性負載, 畸變主要依賴畸變主要依賴: q采用技術(shù)q網(wǎng)絡(luò)情況(*) : 不同類型產(chǎn)品有很大不同n電源處諧波畸變一般不太突出電源處諧波畸變一般不太突出諧波干擾諧波干擾電力生產(chǎn)電力生產(chǎn): 發(fā)電機和不間斷電源發(fā)電機和不間斷電源Sn (kVA)5000THD (U) 發(fā)電機5%3%1, 5%THD (U) UPS210.10.20.2100.20.30.2190.81.21120.10.20.2230.81.20.7120.10.20.2250.81.20.7250.2 +0.15 +0.1 +畸變畸變偶次偶次次數(shù)次數(shù)

11、次數(shù)奇次奇次非 3 的倍數(shù)奇次奇次3 的倍數(shù)畸變6n10n2.5n工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用n第第2級級: 保留接受保留接受當(dāng)超過前面限制時, 供電部門通常在接入點定義總諧波畸變。如果這些等級被超過, 供電部門保留要求附加補償?shù)臋?quán)利。n逐次畸變逐次畸變n總畸變總畸變qq低壓低壓 : 4% qq中壓中壓: 6% qq高壓高壓: 3%標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定 36施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n第三階段第三階段: 例外但仍有可能接受例外但仍有可能接受當(dāng)超出第二級而沒有超過兼容性等級時, 由于其它用戶不產(chǎn)生諧波, 則可以給予例外接受。工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定 37施耐德電氣公司房

12、地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n表格表格抗干擾水平抗干擾水平 n目前無正式標(biāo)準(zhǔn)目前無正式標(biāo)準(zhǔn), 但對項目但對項目:77A (分委會分委會) 99 有低壓裝置有低壓裝置抗干擾性一般性要求?？垢蓴_性一般性要求。n第一級第二級23438841.52591060.8278980.8292.54100.821167120.41.51356Total THD12%16%標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定 38施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部1 - 諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響目的目的 :掌握諧波對主要電氣元件的掌握諧波對主要電氣元件的影響影響39施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣

13、公司房地產(chǎn)客戶部敏感設(shè)備敏感設(shè)備n電容器n變壓器n電動機n中性線電纜n發(fā)電機n集中遠程控制系統(tǒng)n可控整流器nUPS 系統(tǒng)n其它設(shè)備諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響40施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部XLw wX XL XCXCw wXXL = w w L = (2 p p f) LXC = - 1 1w w C= -1 1(2p p f)C如如 f 增加增加 如如 f 增加增加諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響41施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部XLXCXL + Xc = 1XL = Xcw wXfr LC w w r 2 =1 w wZf

14、r諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響42施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部XLXCw wXfrw wZfr LC w w r 2 =1 諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響43施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu) n三相網(wǎng)絡(luò)的單線圖三相網(wǎng)絡(luò)的單線圖Ssc上級變壓器 Sn, Uscn諧波模型諧波模型電子整流設(shè)備電容器電機,電阻, 照明等QCA NSsc HVSsc TrNNNIh諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響44施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部w= 2p50網(wǎng)絡(luò)角頻率SCCTR= = +SCCB

15、T= 給定 LBTQ= Un2Cw給定 CP= 給定 Rl1= 頻譜: l3, l5, l7, .ln計算模型計算模型1SCCBTSnUsc1SCCTR1SCCHTUn2LBTwUn2RS 污染負載 (50 Hz) 3Un諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響45施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n放大系數(shù)放大系數(shù)FA陷波電路阻抗陷波電路阻抗FA= OB OAlZlSccLQCPRlhScpBAOAwwR諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響46施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n共振角頻率共振角頻率n放大因數(shù)放大因數(shù)n其它公式其它公式陷波電路的特性陷波

16、電路的特性 SscLQCPRlhSpl(Spl 是 S 污染負載)FA = RhR = FA = wR =1 LCCLSscQSsc QP諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響47施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部QClh共振時發(fā)生了什么？共振時發(fā)生了什么？lh- j F a lh j F a lhn諧振時諧振時, 存在存在:q負載產(chǎn)生的諧波電流 Inq電容器中流過的諧波電流 FA x Ihq電源、變壓器和中壓網(wǎng)絡(luò)的諧波電流 FA x Ihn結(jié)論結(jié)論: 電容器放大了污染源注入的諧波電流電容器放大了污染源注入的諧波電流諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響48施耐德電氣公司

17、房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部數(shù)值計算數(shù)值計算n計算諧振次數(shù)計算諧振次數(shù)BB Ssc = 20MVABB Q= 400 kVARn計算放大因數(shù)計算放大因數(shù)BB Ssc = 20MVABB Q= 400 kVARBB P= 400kWh = = 50 = 7,1SscQFA = = = 50Ssc.QPFA = 7,1 20.106 x 400.103400.103諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響49施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部諧波電壓源的激勵諧波電壓源的激勵 n圖形圖形n諧振諧振n結(jié)論結(jié)論: 電容器放大已經(jīng)存在于網(wǎng)絡(luò)中的諧波電壓。電容器放大已經(jīng)存在于網(wǎng)絡(luò)

18、中的諧波電壓。k (w)k50 Hzk wr wUHTUBT變壓器 (k 理論變比)C電容器負載UBTUHT= k x Fa諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響50施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部諧波次數(shù)電容器諧波阻抗電容器諧波阻抗1C w.hZ =12345678910h諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響51施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部電容器能承受的過載電容器能承受的過載n標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)n中壓: IEC 871n低壓: IEC 831 和 C 54 - 104n電容器可接受電容器可接受:n1.1倍額定電壓:- 中壓 12h/24h- 低壓 8h

19、/24hn1.3倍連續(xù)額定電流n兩個條件不能同時存在兩個條件不能同時存在電容器組電容器組v iv i3 IRMS x URMS 1.3 Qn諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響52施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部諧波對電容器的影響諧波對電容器的影響 n確定電容器耐受電壓必須考慮諧波確定電容器耐受電壓必須考慮諧波 n當(dāng)總諧波電流畸變超過 83%, 電容器因諧波過載會產(chǎn)生超過允許的溫升n準(zhǔn)則準(zhǔn)則: 不要把電容器連接到電壓總諧波畸變超過8% 的系統(tǒng)上。非線性負載功率總和 / 變壓器容量電容器 和 和 0.8lnlpnq電子供電電源l3 - 0.7l1ln = 3 x 0.7l

20、1lpn = l12+ (0,7l1)2 1.7lnlpn諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響60施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部IT = 1, 11 IF = 39 A現(xiàn)場測量現(xiàn)場測量IT = 8, 36 IF = 33, 4 A相線電流總諧波畸變AB電流電壓AB電流電壓中性線 電流總諧波畸變*總諧波畸變總諧波畸變042,6 %*總諧波畸變總諧波畸變830,0 %HAR150750 Hz0000A001,12 %HAR150750 Hz0000A020,02 %HAR130650 Hz0000A001,12 %HAR130650 Hz0000A010,00 %HAR1

21、10550 Hz0001A003,37 %HAR110550 Hz0000A010,00 %HAR090450 Hz0000A002,24 %HAR090450 Hz0002A050,00 %HAR070350 Hz0003A010,11 %HAR070350 Hz0002A060,00 %HAR050250 Hz0009A026,96 %HAR050250 Hz0002A070,00 %HAR030150 Hz0011A031,46 %*HAR030150 Hz0033A830,00 %F0050 Hz0035A100,00 %*F0050 Hz0004A100,00 %諧波對電氣設(shè)備的影響

22、諧波對電氣設(shè)備的影響61施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部二次諧波二次諧波 (3k-1) n n (3k-1) 次諧波形成反向次諧波形成反向的三相系統(tǒng)的三相系統(tǒng) (負序諧波負序諧波)q制動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩I2I3H2H1I1H1H2H1H2諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響62施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部三次諧波三次諧波 (3k)n(3k) 次諧波形成純次諧波形成純零序零序系統(tǒng)系統(tǒng)無轉(zhuǎn)矩?zé)o轉(zhuǎn)矩I2I3H3H1I1H1H3H1H3諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響63施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部四次諧波四次諧波 (3k +

23、 1)n(3k+1) 次諧波形成正向的次諧波形成正向的三相系統(tǒng)三相系統(tǒng) (正序諧波正序諧波)電動機電動機轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩I2I3H4H1I1H1H4H1H4諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響64施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部三相系統(tǒng)的諧波電流三相系統(tǒng)的諧波電流負載 1正向系統(tǒng): 3k + 1= F (1)47101316192225反向系統(tǒng): 3k - 1=2581114172023零序系統(tǒng): 3k=36912151821負載 2負載 33 . Ih3k3 . Ih3IF IFIh3 Ih5Ih5Ihn Ih (3k + 1)N 1 2 31 2 3諧波對電氣設(shè)備的影響諧波

24、對電氣設(shè)備的影響65施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部諧波對諧波對異步電機異步電機的影響的影響nIRMS I1 (產(chǎn)生有功轉(zhuǎn)矩) 定子繞組附加溫升n變壓器產(chǎn)生附加鐵損n正向或反向脈動轉(zhuǎn)矩電機效率下降不正常振動轉(zhuǎn)子附加溫升過早老化n簡單規(guī)則簡單規(guī)則 異步電機端子處電壓畸變不超過 10%(IEC 38 導(dǎo)則 106)HVF = I1 定子繞組的附加溫升n附加鐵損n脈動轉(zhuǎn)矩電子勵磁調(diào)節(jié)器誤動不正常振動阻尼繞組的附加溫升過早老化n簡單規(guī)則簡單規(guī)則q發(fā)電機不要超過 20% 的非線性負載q如果非線性負載所占比例為 20 至 30%, 一些生產(chǎn)廠商聲明應(yīng)降容 10%q超過這個數(shù)值, 則應(yīng)把

25、裝置和它們吸收的電流實際頻譜進行比較分析q各次諧波不應(yīng)超過 5% (IEC - 34)IHIN諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響68施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部對其它設(shè)備的影響對其它設(shè)備的影響n對交換機網(wǎng)絡(luò)的污染影響(參見標(biāo)準(zhǔn) CC ITT)n報警裝置誤動n采用非真實有效值測量導(dǎo)致脫扣器誤動n靈敏電子系統(tǒng)的誤動諧波對電氣設(shè)備的影響諧波對電氣設(shè)備的影響69施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部5 - 1 解決方案解決方案目的目的 : 掌握電網(wǎng)諧波干擾掌握電網(wǎng)諧波干擾的治理方案的治理方案 解決方案解決方案70施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)

26、客戶部可能的解決方案可能的解決方案n降低諧波阻抗降低諧波阻抗n對諧波進行失諧處理對諧波進行失諧處理q安裝諧波抑制電抗器n用濾波器限制諧波用濾波器限制諧波q并聯(lián)諧振q2 次諧波阻尼濾波器q其它類型的濾波器q有源濾波n限制諧波限制諧波n平滑電流平滑電流解決方案解決方案71施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部諧波抑制電抗器諧波抑制電抗器n目的目的: 調(diào)整電感 Lah 的值使注入電容器的高次諧波電流因失諧而減少。n方案方案: 與電容器串聯(lián)安裝諧波抑制電抗器n典型調(diào)諧頻率典型調(diào)諧頻率:q2.7 次諧波, 即 135 Hz, 假如首要諧波為 3 次的話q3.8 次諧波, 即 190 Hz,

27、 假如首要諧波為 5 或 5 次以上 (低壓)q4.5 次諧波,即 225 Hz, 假如首要諧波為 5 次 或 5 次以上 (中壓)n諧波電路頻率調(diào)整為抗失諧頻率 (最大等效阻抗)n調(diào)諧諧波抑制電抗器和電容支路的振蕩頻率為諧振頻率解決方案解決方案72施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部諧波抑制電抗器諧波抑制電抗器 (續(xù)續(xù))線1n等效諧波電路等效諧波電路n圖LCLahrRlhlZlf (Hz)2f = 10% 最小farfrR解決方案解決方案73施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部諧波濾波器諧波濾波器n目的目的: q諧波濾波器回路發(fā)生串聯(lián)諧振以減小電壓畸變n方案方

28、案: q抑制電抗器和電容器串聯(lián)回路調(diào)整至對諧波含量豐富的次數(shù)發(fā)生諧振。n典型調(diào)整頻率典型調(diào)整頻率q250, 350, 550, 650 Hz (5, 7, 11 和 13次)q頻率調(diào)整至諧振頻率 (最小阻抗)q吸收電網(wǎng)中存在的諧波可能引起電容器的額外溫升。q次數(shù)為抗失諧頻率的諧波必須盡可能濾去以免放大該頻率的畸變電壓。n不同類型的濾波器不同類型的濾波器:q并聯(lián)型q阻尼型q其它無源型q有源型解決方案解決方案74施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振n等效諧波電路等效諧波電路n圖圖(L = Lsc 電網(wǎng) + Lsc 變壓器)n結(jié)論結(jié)論:q必須檢查以便失諧頻率與諧波含量

29、豐富的頻率分開q濾波頻帶寬度通常很窄, 故需要調(diào)整電感的值q吸收電網(wǎng)中存在的諧波可能引起電容器的附加溫升lZl WR線 1線 2- rfarfrf (Hz)0RlhLLsrCr解決方案解決方案75施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振n已存在諧波的吸收已存在諧波的吸收n供電電壓質(zhì)量的惡化可能導(dǎo)致并聯(lián)濾波器過載供電電壓質(zhì)量的惡化可能導(dǎo)致并聯(lián)濾波器過載 Ic = IRh2 + Ih2 +.無載諧波電壓測量帶載諧波電流測量頻率 h 時短路Lsc whIRhIhURhLsrC解決方案解決方案76施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部阻尼濾波器阻尼濾波器 (高

30、通高通)n等效濾波電路等效濾波電路(l = Lsc 電網(wǎng) + Lsc 變壓器)n圖形圖形RlhLLFaCrRFa帶并聯(lián)諧振2 次阻尼濾波器線 1線 2解決方案解決方案77施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部改變電網(wǎng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)低敏感改變電網(wǎng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)低敏感n網(wǎng)絡(luò)沒有進行預(yù)先考慮網(wǎng)絡(luò)沒有進行預(yù)先考慮n不敏感網(wǎng)絡(luò)不敏感網(wǎng)絡(luò)MV 網(wǎng)絡(luò)(1% 畸變)網(wǎng)絡(luò) ALV網(wǎng)絡(luò) BLV(5 8%畸變)lhlhMV 網(wǎng)絡(luò)(1% 畸變)網(wǎng)絡(luò) ALV (1%畸變)網(wǎng)絡(luò) BBT(8 - 10%畸變)lhlhMV 電容器A對諧波敏感設(shè)備敏感負載不敏感負載解決方案解決方案78施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司

31、房地產(chǎn)客戶部 : 電壓總諧波畸變A : 敏感負載 : 污染負載如何給敏感負載供電如何給敏感負載供電輻射型電網(wǎng)優(yōu)于串聯(lián)型輻射型電網(wǎng)優(yōu)于串聯(lián)型電氣計算圖AAAlh1Lw12Lw23T14networkLw1Lw213 225T14# 4T25 4 3 2 1.6%)20 KV Psc = 120 MVA400 VTHDU = 16% (8%)EDF94施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n建議用戶采用方式建議用戶采用方式180 kW180 kWMM630 kVAUsc 6%20 KV Psc = 120 MVATHDU = 0.8% / 1%EDF線性負載和敏感負載變頻器供電變頻器

32、供電630 kVAUsc 6%630 kVAUsc 6%Dyn 11THDI = 79%THDU = 12%DD0THDI = 79%THDU = 12%THDU 4%95施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部6 - 2 UPS96施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n存在裝置：存在裝置：q研究目的：符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 8%n 頻譜頻譜高層建筑物上安裝的高層建筑物上安裝的 UPS 系統(tǒng)系統(tǒng)6535251550.005 10 15 20 25傳統(tǒng) UPS200 kVA400 V50 mm2 60 米TNC S 中線 = S 相線60 kVA97施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部

33、施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部傳統(tǒng) UPS200 kVA400 VTHDU = 9.4%THDV = 12.26%50 mm2 60 米S 中線 = S 相線THDU = 10.44%THDV = 15.84%THDI = 79%60 kVA高層建筑物上安裝的高層建筑物上安裝的 UPS 系統(tǒng)系統(tǒng)n結(jié)果分析結(jié)果分析98施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部帶波形補償?shù)膸Рㄐ窝a償?shù)?UPS200 kVA400 V 50 mm2 60 米TNC S 中線 = S 相線60 kVA高層建筑物上安裝的高層建筑物上安裝的 UPS 系統(tǒng)系統(tǒng)n建議的解決方案建議的解決方案:q采用 MLI UPS 升

34、級THDU = 4.22%THDV = 6.3%THDU = 5.6%THDV = 10.7%99施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部UPS100 kVA高層建筑物上安裝的高層建筑物上安裝的 UPS 系統(tǒng)系統(tǒng)THDU = 2.6%THDV = 6.5%Dyn100 kVAUsc 6%THDU = 5.3%THDV = 6%n優(yōu)化解決方案優(yōu)化解決方案q諧波由于采用 D / 耦合抑制 PC 支路的諧波Y50 mm2 60 米TNC S 中線 = S 相線30 kVA30 kVATHDU = 2.1%THDV = 4.4%THDI = 33.7%100施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德

35、電氣公司房地產(chǎn)客戶部UPS100 kVA高層建筑物上安裝的高層建筑物上安裝的 UPS 系統(tǒng)系統(tǒng)n有源補償裝置的另一種解決方案有源補償裝置的另一種解決方案Thdu 和 v 4%50 mm2 60 米TNC S 中線 = S 相線Thdu 和 v 4%60 kVAAC30 A101施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部6 - 4 功率補償功率補償目的目的: 通過施耐德開發(fā)的通過施耐德開發(fā)的 “諧諧波波”軟件對實例進行研究軟件對實例進行研究102施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部無功功率補償無功功率補償n電路圖電路圖熒光燈100 kA3 x 120 mm250 m半中

36、線3 x 150 mm2 Cu60 m20 kV90 MVA400 kV A/Usc = 4%EdFM400 VIh5 = 55%Ih7 = 30%Ih11 = 4.5%Ih13 = 1.3%103施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部無功功率補償無功功率補償n電路圖電路圖熒光燈100 kVA3 x 120 mm250 m半中線THDU = 6%3 x 150 mm2 Cu60 mTHDU = 7.6%20 kV90 MVATHDU = 0.6%400 kV A/Usc = 4%EdFM400 VIh5 = 55%Ih7 = 30%Ih11 = 4.5%Ih13 = 1.3%10

37、4施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n電路圖電路圖熒光燈100 kVA3 x 120 mm250 m半中線THDU = 9%3 x 150 mm2 Cu60 mTHDU = 10.5%20 kV90 MVATHDU = 0.9%400 kV A/Usc = 4%EdFM400 VIh5 = 55%Ih7 = 30%Ih11 = 4.5%Ih13 = 1.3%無功功率補償無功功率補償THDU = 9.4%60 kVAR105施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部施耐德電氣公司房地產(chǎn)客戶部n電路圖電路圖熒光燈100 kVA3 x 120 mm250 m半中線400 V1000 kV AX”d = 12%1000 kV A/Usc = 5%20kV400 kV A/Usc = 4%EJPM400 VIh5 = 55%Ih7 =