由于电流变频器几乎采用PWM控制方式,这种脉冲调制形式会导致变频器运行时在电源侧产生高次谐波电流,且电压波形失真,严重对供电系统的影响。随着电力电子技术的快速发展,各种新型电气设备的使用越来越多,高次谐波的影响也越来越严重。
电力系统受到谐波污染后,会影响系统的运行效率;它会损坏设备甚至危及电力系统的安全运行。谐波的产生主要是由以下两个因素引起的:1。
晶闸管整流器和稳压器的广泛使用,晶闸管在大量家用电器中的普遍使用,以及各种非线性负载的增加导致波形失真。 2.设备设计思路的变化。
过去,它倾向于使用在额定条件下工作或具有较大余量的设计。现在,为了竞争,电气设备倾向于在危急情况下采用设计。
例如,已经设计了一些设计以节省材料以在磁化曲线的深度饱和部分中操作磁性材料,并且这些部分内的操作可导致激发材料波形的严重失真。高次谐波的危害体现在以下几个方面:1。
电力电子设备电力电子设备通常采用精确的电源过零原理或电压波形的形式进行控制和操作。如果电压具有谐波分量,则过零运动波形会发生变化,从而导致许多故障。
2.电力电容器当产生高次谐波时,由于频率的增加,电容器阻抗瞬间降低,导致大量电流流动,这可能导致过热甚至损坏电容器,并可能发生谐振,产生振动和噪音。 3.变压器电流和电压谐波会增加变压器的铜损和铁损。
结果,变压器的温度升高,影响绝缘容量,导致容量裕度减小。谐波还会产生共振和噪音。
4.感应电动机电流和电压谐波也会增加电动机的铜损和铁损,并且温度会升高。同时,谐波电流会改变电磁转矩,产生振动转矩,使电机周期性地旋转,影响输出效率,并发出噪声。
5.开关装置由于谐波电流导致开关装置在启动时产生高电流变化率,瞬态恢复峰值电压增加,破坏绝缘,导致开关跳闸并导致故障。 6.电气设备的保护电流中包含的谐波会产生额外的扭矩,改变电器的工作特性,引起故障,甚至改变其工作特性,或烧坏线圈。
7.计量仪表由于谐波会使传感盘产生额外的扭矩,因此会导致误差,降低精度,甚至会烧坏线圈。 8.其他高次谐波也会对计算机,通信,设备电视和音频设备,载波遥控设备等造成干扰,造成通信中断,噪音甚至故障,并影响照明设备。
为了便于谐波的测量和管理,通常需要使用数字来表征实际中的失真波形的某些特征。因此,定义了诸如失真率,谐波含量,通信干扰指数(TIF)和幅度系数的一些特征量。
,波形系数等,其中失真率和谐波含量是最广泛使用的。 ●失真率表示波形失真的程度。
它是电力质量的指标。每个谐波电压有效值的均方根值和额定电压的百分比或基波电压的有效值,称为电压正弦波形失真率,称为失真率(DφU),即(%) )电压畸变率不得超过5%。
●谐波含量工程中经常要求在电压或电流失真波形中存在一定的谐波含量,以便于监测和采取预防措施。定义电压(或电流)失真波形,其中n次谐波含量等于n次谐波电压(或电流)rms Un(或In)及其基波电压(或电流)rms U1(或I1)百分比。
高阶谐波对策,从设计和制造的角度出发:采用IGBT功率元件,空间电压矢量控制,多相叠加,如六相,十二相,多相移,选择合理的参数值调制过程。拥有高品位,知名品牌和采用新技术的产品一般都是好事。
从安装角度来看:采用进线交流电抗器,线路采用直流电抗器或正弦滤波器;不共用接地线,分开电源(逆变器,受害设备单独供电);干扰敏感器件采用隔离电感供电;变频器的输出线和输入线屏蔽接地,相隔一定距离;入口和出口导线接地并接地;输出采用四芯电缆(单芯接地),电机外壳接地,变频器单独接地;型电力变压器(中性点未接地);缩短线长;电源线和信号线分开放置以避免交叉。如果无法避免,则必须垂直交叉,不得平等放置;信号线屏蔽层未连接到电动机或逆变器。
地面应连接到控制线的公共端;如果需要,可以使用零序电抗器,浪涌吸收器,浪涌抑制器,输入抑制电抗器和绞合线。它还可以降低逆变器的载波频率,消除干扰的影响。
通常,频率降低干扰将减小,但噪声可能更大并且电流波形平滑度更差。具体可根据现场调试确定,必要时必须使用专用变频电机。
简而言之,采用上述对策后,基本上可以消除高次谐波的干扰,或者可以大大减弱高次谐波的影响。上述许多措施只能根据现场的具体条件和条件进行选择。