谐波抑制
谐波抑制

3、被动治理:外加谐波源,阻碍谐波源产生的谐波注入电 网,或者阻碍电力系统的谐波流入负载端。主要措施有: 采用无源滤波器PF; 采用有源滤波器APF。
2.1 滤波技术
主动型的谐波抑制方法代表了电力电子技术的发展 方向,而被动型的谐波抑制方法则是安装滤波器。滤波 器可分为无源滤波器和有源滤波器。 1、 无源滤波器 无源滤波器(Passive Filter,简称 PF)利用电感、电 容元件的谐振特性,在阻抗分流回路中形成低阻抗支路, 从而减小流向电网的谐波电流,这种方法既可补偿谐波, 又可补偿无功功率,而且结构简单,成本较低,技术成熟, 一直被广泛应用。但存在以下难以克服的缺陷: 滤波性能受系统参数影响较大; 只能抑制按设计要求规定的谐波成分。
该方法进行谐波分离时,稳态时检测误差较小。
谢谢!
尺度a 频域
时窗
频窗
时域
图 3-2 小波变换的视频窗
3.3 基于鉴相原理的谐波检测法
所谓鉴相是利用乘法器及低通滤波器提取两 个输入信号相位差的信息,如图 3-3 所示。
图 3-3 鉴相原理示意图
u1 (t ) 2U 1 cost u 2 (t ) 2U 2 cos(t )
3.4.2 p、q 运算方式
图 3-6 p、q 运算方式原理图
3.4.3 ip、iq 运算方式
PLL
图 3-7 ip、iq运算方式原理图
3.4.4 谐波检测方法的仿真
为了验证 ip、iq运算方式谐波检测方法的可行性,利用 Matlab/Simulink 软件进行仿真,谐波检测模块如图所示。 仿真参数:
不能对谐波实现动态补偿。尤其是对于谐波次数经常变化 的负载滤波效果不好; 与电力系统发生串并联谐振。造成电压畸变而产生附加的 谐波电流流入无源滤波器,使该次谐波分量放大,使电网供 电质量下降; 体积大,损耗多。 为解决无源滤波器的局限性,有源电力滤波器应运而生。
谐波抑制和无功功率补偿

谐波抑制和无功功率补偿在电力系统中,谐波抑制和无功功率补偿是两个重要的问题。
谐波是指电力系统中频率为基波频率的整数倍的波动,它会导致电力系统中的电压和电流失真,对设备和电网的正常运行造成不利影响。
无功功率则是指电力系统中的无功电流和无功电压,它不参与能量传输,但却会造成电网的负荷不平衡和电压波动。
因此,谐波抑制和无功功率补偿是电力系统中必须解决的问题。
谐波抑制是指通过采取一系列措施来减小电力系统中的谐波含量,保证电力系统的正常运行。
谐波抑制的方法有很多种,其中最常见的是使用谐波滤波器。
谐波滤波器是一种能够选择性地滤除谐波成分的装置,它通过选择合适的滤波器参数和安装位置,将谐波电流引导到滤波器中,从而减小谐波对电力系统的影响。
此外,还可以采用谐波抑制变压器、谐波抑制电容器等设备来实现谐波抑制。
无功功率补偿是指通过采取一系列措施来消除电力系统中的无功功率,保证电力系统的负荷平衡和电压稳定。
无功功率补偿的方法有很多种,其中最常见的是使用无功补偿装置。
无功补偿装置可以根据电力系统的负荷情况,自动调节无功功率的大小和方向,从而实现电力系统的负荷平衡和电压稳定。
此外,还可以采用无功补偿电容器、无功补偿电抗器等设备来实现无功功率补偿。
谐波抑制和无功功率补偿在电力系统中的应用非常广泛。
首先,它们可以提高电力系统的供电质量。
谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的电压波动和电流失真,影响电力设备的正常运行。
通过采取谐波抑制和无功功率补偿措施,可以减小电力系统中的谐波含量和无功功率,提高电力系统的供电质量。
其次,谐波抑制和无功功率补偿还可以提高电力系统的能效。
谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的能量损耗和电网负荷不平衡,降低电力系统的能效。
通过采取谐波抑制和无功功率补偿措施,可以减小电力系统中的能量损耗和电网负荷不平衡,提高电力系统的能效。
最后,谐波抑制和无功功率补偿还可以提高电力系统的稳定性。
谐波和无功功率的存在会导致电力系统中的电压波动和电流失真,影响电力系统的稳定性。
抑制谐波干扰常用的方法

抑制谐波干扰常用的方法1.滤波器:应用良好设计的滤波器可以有效地降低谐波干扰。
滤波器可分为有源滤波器和无源滤波器两类。
有源滤波器通过输入与谐波相反的相位来实现谐波的抵消,而无源滤波器则通过吸收谐波的能量来消除谐波。
2.降低谐波发生源:降低谐波发生源的数量和强度也是有效抑制谐波的方法之一、可以采用合适的电源,避免使用产生大量谐波的设备,或者通过更换谐波发生源的设计和运行来降低其谐波产生量。
3.电力电子设备的设计优化:电力电子设备是电力系统中可能产生谐波的常见源。
通过对电力电子设备的设计进行优化,可以减少其产生的谐波。
例如,在设计中应用合适的滤波器和补偿装置,或者使用降低谐波的控制方法,都可以有效地减少谐波干扰。
4.使用变压器:变压器可以提供一定程度的谐波抑制功能。
在电力系统中,通过使用适当设计的谐波隔离变压器,可以有效地降低谐波的传播和干扰。
这是因为谐波对于变压器的阻抗通常较高,可以将谐波限制在变压器较小的区域内。
5.谐波滤波器的安装和调整:谐波滤波器是一种专门用于抑制谐波的装置。
通过安装谐波滤波器,可以在电力系统中选择性地去除谐波成分。
滤波器的调整需要深入研究电力系统的谐波特性,并根据实际情况进行适当的选择和设置。
6.谐波监测和控制:谐波监测和控制系统可以实时监测电力系统中的谐波情况,并采取相应的控制策略来抑制谐波。
这可以通过在线监测设备、谐波分析仪和自动控制装置实现。
当系统中的谐波水平超过预设阈值时,控制系统可以自动启动滤波器等设备来抑制谐波干扰。
7.谐波抑制转换器:谐波抑制转换器是一种特殊的电力电子装置,可以通过改变其频率和幅度来抑制谐波。
这种转换器通常应用在大功率电力系统中,可以降低对网络的谐波干扰。
总的来说,抑制谐波干扰的方法涉及系统设计、设备优化、滤波器安装调整和监测控制等多个方面。
通过综合运用这些方法,可以有效地减少谐波的产生和传播,提高电力系统的质量和稳定性。
谐波抑制度

谐波抑制度
谐波抑制度指的是在电力系统中,针对谐波干扰的一种度量方法。
电力系统中存在着各种负载和非线性元件,这些元件会导致电流和电压的非正弦波形出现,从而产生谐波。
谐波会引起电力设备的故障,同时也会对电力系统中的其他设备产生干扰。
因此,为了保证电力系统的稳定性和可靠性,需要对谐波进行抑制。
谐波抑制度是指电力系统中抑制谐波的能力,也可以理解为系统的抗谐波能力。
通常用百分比表示,是指在电力系统中,所抑制的谐波电流的百分比。
例如,一个电力系统的谐波抑制度为90%,就意味着该系统可以将90%的谐波电流抑制掉,只有10%的谐波电流会对电
力设备和系统产生干扰。
谐波抑制度的计算需要考虑各种因素,包括电力系统的拓扑结构、负载特性、非线性元件的类型等。
在电力系统设计和运行中,需要合理配置电力设备,采用适当的滤波器和控制器,以提高谐波抑制度,保障电力系统的安全和稳定。
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谐波危害及抑制谐波的方法

谐波危害及抑制谐波的方法谐波是指频率高于基波的电磁波,它们会频繁出现在我们的电力系统和其他电力设备中。
虽然谐波在一些应用中可产生有益效果,但在大多数情况下,它们都是一种电力质量问题,会给电力系统和其他设备带来一系列危害。
1.设备损坏:谐波会增加设备内的电流和电压,导致设备发热加剧,并可能引起设备元件过热、熔断或焚毁。
此外,频繁的谐波还会引起设备的机械振动,造成设备损坏。
2.电力系统不稳定:谐波引起系统的电流和电压的波形失真,导致电力系统不稳定。
此外,谐波会导致电力系统中的谐振现象,这些谐振可以引起电力系统中的电流和电压急剧增加,可能破坏设备。
3.通信干扰:谐波会产生大量的高频干扰信号,这些信号可能干扰无线通信和其他电磁波设备的正常运行。
在高度电子化的社会中,这种通信干扰可能会带来严重的问题。
为了抑制谐波带来的危害,可以采取以下方法:1.装置谐波滤波器:谐波滤波器用于减小电力系统中的谐波。
滤波器通常会将谐波通过处理电路转化成其他形式,或者将它们绕过电力系统,以防止它们对设备和系统产生影响。
2.使用变压器:变压器可以用来减小谐波的影响。
通过在电力系统中安装特定的谐波抑制变压器,可以将谐波电流限制在合理的范围内,从而降低谐波的危害。
3.电源滤波器:为敏感设备提供干净的电力供应也是一种有效的抑制谐波的方法。
电源滤波器可以滤除电力供应中的谐波元素,从而降低谐波对设备的危害。
4.合理的电源设计:在电力系统设计阶段,可以采取一些措施来减小谐波的生成。
例如,选择适当的线路,减小高谐波的产生,或者选择低谐波的电力设备。
5.故障检测和维护:及时发现和处理设备和系统中的谐波问题至关重要。
定期进行电力设备的检查和维护,可以发现并消除谐波带来的潜在危害。
总而言之,谐波在电力系统和其他电力设备中的存在可能带来很多危害。
为了抑制这些危害,我们可以采取各种措施,包括使用谐波滤波器、变压器、电源滤波器、合理的电源设计以及进行定期的检查和维护。
谐波抑制的方法及其特点

谐波抑制的方法及其特点谐波抑制是指在电力系统中,通过各种技术手段来减小或消除系统中的谐波,以保证系统的稳定运行和电能质量的提高。
谐波对电力系统的影响主要表现在电源侧产生电能浪费、设备过热和电力系统的持续稳定性等方面。
下面将介绍一些常用的谐波抑制方法及其特点。
1.无功补偿方法无功补偿是通过在电力系统中引入无功电流,通过与谐波电流进行干涉或互相对抗来实现谐波抑制的目的。
根据无功补偿方式的不同,可以分为静态无功补偿和动态无功补偿两类。
静态无功补偿是指通过在电力系统中连接静止的无功补偿装置,如电容器组或者电感器组,并采用并联或者串联的方式补偿谐波功率。
静态无功补偿适用于较小规模、较低谐波频率的谐波问题。
特点是结构简单、投资成本低,但对谐波的抑制能力有一定限制。
动态无功补偿是指通过在电力系统中连接可以根据网侧电压和电流动态调整的电力电子装置,来实时地进行无功补偿。
动态无功补偿器可以根据谐波电流的频率和相位进行自适应地补偿。
特点是可靠性高、补偿能力强,适用于大规模、高谐波频率的谐波问题。
2.谐波滤波器谐波滤波器是一种通过滤除谐波电流或电压来实现谐波抑制的设备。
它由各种谐波滤波器元件(如电感、电容器、电阻等)组成,通过选择适当的元件参数和连接方式,可以在不同频率的谐波上实现良好的抑制。
谐波滤波器可以分为被动滤波器和主动滤波器两种。
被动滤波器是指通过合理选择谐波滤波器的元件参数和连接方式,在电力系统的敏感载荷端或供电侧连接谐波滤波器,以吸收或滤除谐波电流或电压。
被动滤波器结构简单、可靠性高,但对谐波内容和负载变化敏感,需要定期维护和调整。
主动滤波器是指通过控制电力电子开关装置工作时序,实时地感知谐波电流并进行相应的抗谐波干涉,以达到谐波抑制的目的。
主动滤波器具有自适应性强、动态响应速度快、滤波能力强等特点,适用于高谐波内容、频率变化较大的系统。
3.绝缘调频(PWM)技术绝缘调频技术是一种通过采用电力电子器件,通过调节电压和电流的幅值、频率和相位等参数,实现对谐波的抑制。
电力系统中的谐波及其抑制措施

电力系统中的谐波及其抑制措施谐波是电力系统中常见的一种电信号,它是由电力系统中非线性设备引起的。
谐波会导致电力系统不稳定、设备损坏和通信干扰等问题,因此谐波的抑制是电力系统设计和运行中的重要问题。
谐波的产生原理是电力系统中的非线性元件(如整流器、变频器、电弧炉等)在电压或电流作用下,产生不对称的电压或电流波形,导致谐波频率的波形在电力系统中传播和扩散。
常见的谐波频率包括3次、5次、7次等奇次谐波,以及2次、4次、6次等偶次谐波。
谐波对电力系统的影响包括以下几个方面:1.电力系统不稳定:谐波产生的电压波形失真会导致电力系统的电压稳定性下降,可能导致设备的过电压或欠电压现象,进而影响到电力系统的正常运行。
2.设备损坏:谐波电流会导致电力设备内部的电机、变压器等元件温度升高,进而影响到设备的寿命和可靠性。
3.通信干扰:谐波会在电力线上传播,通过电网对通信系统产生干扰,降低通信系统的传输质量。
为了抑制谐波,可以采取以下几种措施:1.使用谐波滤波器:谐波滤波器是一种专门用于抑制谐波的滤波器。
它可以根据谐波频率的不同,选择相应的滤波器进行安装,从而削弱或消除谐波成分。
2.控制负载谐波含量:减少非线性装置的使用,或者采用符合电力系统标准的电气设备,可以降低谐波的产生和传播。
3.设备绝缘和保护:合理选择电力设备的额定容量和绝缘等级,增加设备的绝缘保护,提高设备的抗谐波能力。
4.进行谐波分析和监测:对电力系统中的谐波进行分析和监测,及时了解谐波的产生和传播情况,以便采取相应的措施进行调整和优化。
5.增加电力系统的容量和稳定性:通过增加线路容量、改善电力系统的稳定性,可以降低谐波对电力系统的影响。
综上所述,谐波是电力系统中的一个重要问题,对电力系统的稳定性和设备的正常运行产生不利影响。
通过采取谐波滤波器、控制负载谐波含量、设备绝缘和保护、谐波分析和监测、以及增加电力系统的容量和稳定性等措施,可以有效地抑制谐波,维护电力系统的正常运行。
抑制谐波的主要措施

抑制谐波的主要措施引言在电力系统中,谐波是电力网络中频率为基波整数倍的电压或电流成分。
谐波会对电力系统的正常运行产生不良影响,如增加电网损耗、降低电力设备的效率、引起干扰以及损坏设备等。
因此,抑制谐波成为电力系统中重要的任务之一。
本文将介绍一些常见的抑制谐波的主要措施。
1. 具备谐波源的诊断能力抑制谐波的首要步骤是了解电力系统中存在的谐波源。
通过对电力系统中的电压和电流进行监测和分析,可以识别出产生谐波的设备,并确定谐波的频率和大小。
常用的诊断设备包括谐波分析仪和电力质量分析仪。
2. 谐波滤波器的应用谐波滤波器是抑制谐波的常用装置,可以通过将谐波电流引导到地或其他负载上,从而减小谐波的幅值。
谐波滤波器根据谐波的频率进行设计,常见的谐波滤波器包括谐波电流注入器、谐波电流限制器和谐波电压限制器等。
3. 使用谐波减阻器谐波减阻器可以有效阻断谐波电流的流动,从而减小谐波的幅值。
谐波减阻器是通过多级的电感和电容组成的,电感和电容可以使谐波电流流动发生相位滞后和谐波电压产生相位提前,从而实现对谐波的抑制。
4. 谐波补偿装置的使用谐波补偿装置可以通过引入与谐波相位相反的谐波电流来抵消谐波,从而使电力系统中的总谐波电流减小。
谐波补偿装置通常由谐波电流源和逆变器组成,通过控制逆变器的工作方式,产生与谐波相消的谐波电流。
5. 利用变压器的特性变压器具有良好的低通滤波特性,可以减小谐波的幅值。
在电力系统中,通过合理设计和选择变压器,可以将发电机或负载侧的谐波滤除,使得电力系统的谐波水平降低。
6. 优化电力系统设备的设计在电力系统设备的设计中,合理选取电力器件和线缆,采用低谐波和免谐波设计,可以降低设备产生谐波的可能性。
同时,在电力系统的设计过程中,也应充分考虑谐波的影响和抑制方法,并加以合理的配置和布置。
结论抑制谐波是电力系统运行中的重要任务,需要引入适当的措施来减小谐波的幅值。
通过具备谐波源的诊断能力、应用谐波滤波器和谐波减阻器、使用谐波补偿装置以及优化电力系统设备的设计,可以有效地抑制谐波的产生和传播,从而保证电力系统的正常运行和设备的安全可靠。
抑制谐波电动势的方法

抑制谐波电动势的方法
在电力系统中,谐波是一种常见的问题,它会导致电动势的产生,影响电力设备的正常运行。
因此,我们需要采取一些方法来抑制谐波电动势,保障电力系统的稳定运行。
本文将介绍一些常见的抑制谐波电动势的方法。
首先,我们可以采用滤波器来抑制谐波电动势。
滤波器是一种能够滤除谐波成分的设备,它可以有效地减小谐波电动势的产生。
在电力系统中加入滤波器,可以有效地改善谐波问题,提高电力系统的质量。
其次,我们可以采用谐波抑制器来抑制谐波电动势。
谐波抑制器是一种专门用于抑制谐波的设备,它可以通过适当的控制,减小谐波电动势的产生。
在电力系统中引入谐波抑制器,可以有效地改善谐波问题,提高电力系统的可靠性。
另外,我们还可以采用谐波滤波器来抑制谐波电动势。
谐波滤波器是一种能够滤除谐波成分的设备,它可以通过适当的设计和安装,减小谐波电动势的产生。
在电力系统中使用谐波滤波器,可以有效地改善谐波问题,提高电力系统的稳定性。
此外,我们还可以采用变压器来抑制谐波电动势。
变压器是一种能够改变电压大小的设备,它可以通过适当的设计和接线方式,减小谐波电动势的产生。
在电力系统中使用变压器,可以有效地改善谐波问题,提高电力系统的可靠性。
总的来说,抑制谐波电动势是电力系统中的重要问题,我们可以采用滤波器、谐波抑制器、谐波滤波器和变压器等方法来解决这一问题。
通过合理地选择和应用这些方法,可以有效地改善谐波问题,提高电力系统的质量和可靠性。
希望本文介绍的方法能够对大家有所帮助,谢谢阅读。
电力系统谐波的危害及其常用抑制方法

电力系统谐波的危害及其常用抑制方法电力系统中的谐波是指频率为基波频率的整数倍的电压和电流成分,它们在电力系统中的存在会引起一系列的问题和危害。
下面将详细介绍电力系统谐波的危害及其常用抑制方法。
一、谐波的危害1.电压失真:谐波的存在会使电压波形发生畸变,进而导致电压的失真,使电力设备无法正常运行。
电压失真还会对电力设备造成较大的冲击和损害,缩短设备的寿命。
2.系统能效下降:谐波会导致电力系统中电流的失真,由于谐波电流引起的额外功耗,使得系统能效下降。
这会导致电力设备的能耗增加,降低整个系统的效率。
4.电磁兼容性问题:谐波信号会干扰电力系统周围的其他电子设备,导致电磁兼容性问题。
这会对邻近的电子设备造成干扰,影响设备的正常运行。
5.高频谐波产生的热问题:高频谐波会导致电力设备产生过多的热量,进而引起绝缘材料的老化和烧损,甚至造成火灾。
这对电力系统的安全性构成严重威胁。
二、谐波抑制的常用方法1.变压器和电机的设计优化:在变压器和电机的设计中考虑谐波的影响,通过选择合适的材料和结构,减小谐波对设备的影响。
例如,在电机设计中,可以增加骨架的厚度或配置合适的磁路副将谐波分向其他通道。
2.滤波器的应用:安装合适的滤波器可以有效地抑制谐波。
滤波器可以通过改变电源电路的阻抗特性,将谐波电流引向滤波器,从而减小谐波的水平。
4.负载侧的谐波抑制:对于谐波敏感的设备,可以在负载侧采取一些措施来抑制谐波。
例如,使用谐波阻抗装置或磁性隔离器等。
5.教育和培训:提高电力系统从业人员对谐波问题的认识和理解,增强其对谐波抑制方法的应用能力,能够及时发现和解决谐波问题。
总之,谐波对电力系统的危害不容忽视。
为了保证电力系统的正常运行和设备的安全性,需要采取有效的措施来抑制谐波。
以上所提到的方法是目前常用的谐波抑制方法,但需要根据具体情况选择合适的方法。
抑制谐波措施

抑制谐波措施引言在电力系统中,谐波是指电流或电压中频率是基波频率的整数倍的周期性波动。
谐波不仅会给设备带来损害,还会影响电力系统的稳定性和可靠性。
因此,采取适当的措施来抑制谐波的产生和传播至关重要。
本文将介绍一些常见的抑制谐波的措施。
谐波的来源谐波在电力系统中的主要来源包括非线性负载、电弧炉、电弧焊、电力电子设备等。
这些设备产生的谐波会通过电网进行传播,对其他设备和系统造成干扰和损害。
抑制谐波的措施1. 谐波滤波器谐波滤波器是一种常用的抑制谐波的装置。
它根据谐波的频率选择合适的滤波器,将谐波电流或电压引导到滤波器中,然后将其消耗掉或通过其他方式处理。
谐波滤波器可以分为有源滤波器和无源滤波器两种类型。
有源滤波器利用电力电子器件来生成与谐波相反的电流或电压信号,以相消的方式来抑制谐波;无源滤波器则利用谐波阻抗来消除谐波。
2. 谐波控制变压器谐波控制变压器是另一种常见的抑制谐波的装置。
它通过在变压器中加入谐波抑制线圈或使用特殊设计的铁心来降低谐波电流。
谐波控制变压器可以在一个设备上同时实现电力传输和谐波抑制的功能,具有经济和方便的特点。
3. 主动滤波器主动滤波器是一种根据谐波的特性主动产生反向谐波以抵消谐波的装置。
它利用智能电子器件感知谐波信号,并根据信号特性产生相应的反向谐波,从而实现谐波抑制的效果。
主动滤波器具有较高的抑制效率和较好的响应速度,适用于对谐波响应要求较高的应用场合。
4. 电力电子器件的优化设计电力电子设备是谐波的主要产生源之一,因此对电力电子器件进行优化设计可以有效降低谐波的产生。
例如,在设计电力电子器件时,可以合理选择电子器件的参数和拓扑结构,以减少谐波的产生和传播。
5. 谐波限制标准的遵守为了保证电力系统的正常运行和设备的安全可靠,各国都制定了谐波限制标准。
遵守这些标准可以规范设备的设计和使用,减少谐波产生和传播。
因此,在设计和使用电力设备时,应注意选择符合标准要求的设备,并正确使用和维护这些设备。
变频器谐波抑制方法

变频器谐波抑制方法变频器是一种用于控制电动机转速的设备,能够改变电源频率,实现电机的速度调节。
然而,变频器在使用过程中会产生谐波,这些谐波会对电网和其他设备造成不良影响。
为了解决变频器谐波问题,人们提出了以下几种抑制谐波的方法。
1.有源滤波技术:有源滤波是一种通过在变频器输出端配置主动滤波器来消除谐波的方法。
主动滤波器通过监测变频器输出电流,产生等幅反向相位电流,以抵消谐波电流,实现谐波抑制。
这种方法可以有效地去除谐波,但成本较高。
2.无源滤波技术:无源滤波是一种通过电感、电容和电阻等元件构成的无源滤波器来消除谐波的方法。
无源滤波器能够通过选择不同的滤波器参数来抑制不同谐波频率,从而减少谐波对电源和其他设备的干扰。
这种方法成本较低,但只能抑制特定谐波频率。
3.直流耦合技术:直流耦合技术又称为谐波电流恢复技术,是一种将变频器输出电流通过电感等元件耦合到直流电路的技术。
直流电路通过整流滤波器将输出电流转化为直流电,然后再由逆变器将直流电转化为交流电,从而实现谐波电流的恢复。
这种方法可以有效地消除谐波,但对系统稳定性要求较高。
4.直接耦合技术:直接耦合技术是一种将变频器输出电压通过电容等元件耦合到电源网的技术。
电容通过对电流的调制和滤波,可以降低谐波电流对电网和其他设备的干扰。
这种方法成本较低,但对电容参数要求较高。
5.多电平逆变技术:多电平逆变技术是一种将变频器输出电压分解为多个不同电平的交流电压,从而抑制谐波的方法。
多电平逆变技术能够减少电压谐波含量,降低谐波对电网和其他设备的影响。
这种方法适用于大功率变频器,但成本较高。
6.软开关技术:软开关技术是一种利用电路元件的能量储存和释放特性,实现谐波抑制的方法。
软开关技术通过控制开关管的开关时间和频率,减少谐波电流的产生和传输,从而降低谐波对电网和其他设备的干扰。
这种方法成本适中,但对开关管的选择和控制要求较高。
总之,变频器谐波抑制方法有很多种,每种方法都有各自的优缺点,选择合适的方法需要考虑谐波频率、成本和实施难度等因素。
抑制谐波电动势中一般高次谐波的方法

抑制谐波电动势中一般高次谐波的方法谐波电动势是指在交流电路中产生的频率是基波频率的整数倍的电动势。
高次谐波是指频率高于基波频率的谐波成分。
在一些电力系统和电子设备中,高次谐波可能会引起电力质量问题,如电压失真、设备故障等。
因此,抑制谐波电动势中的高次谐波是非常重要的。
下面将介绍几种抑制谐波电动势中一般高次谐波的方法。
1. 使用滤波器:滤波器是一种常用的抑制谐波的设备。
它可以通过选择合适的滤波器参数来滤除高次谐波成分。
常见的滤波器包括谐波滤波器和有源滤波器。
谐波滤波器是一种被动滤波器,通过选择合适的电感和电容参数来滤除谐波成分。
有源滤波器则是一种主动滤波器,它通过电子器件来产生与谐波相反的电动势,从而抵消谐波成分。
2. 使用变压器:变压器也可以用来抑制谐波电动势中的高次谐波。
通过选择合适的变压器参数,可以使得谐波电动势在变压器的绕组中产生较小的电压。
这样可以有效地减小高次谐波的影响。
3. 使用谐波抑制器:谐波抑制器是一种专门用来抑制谐波的设备。
它通过控制电流的相位和幅值来抵消谐波电动势中的高次谐波成分。
谐波抑制器可以根据实际情况选择合适的控制策略,从而实现对高次谐波的有效抑制。
4. 优化电力系统设计:在电力系统的设计中,可以采取一些措施来减小谐波电动势中的高次谐波。
例如,合理选择电力设备的参数,减小电力设备的谐波产生;合理布置电力设备,减小谐波的传播和干扰;合理设计电力系统的接地方式,减小谐波的回流等。
5. 加强谐波监测和分析:及时监测和分析谐波电动势中的高次谐波成分,可以帮助我们更好地了解谐波的特性和产生原因。
通过谐波监测和分析,可以有针对性地采取相应的措施来抑制高次谐波。
抑制谐波电动势中一般高次谐波的方法有很多种。
我们可以根据实际情况选择合适的方法来抑制高次谐波,从而提高电力系统的质量和可靠性。
通过合理的设计和控制,我们可以有效地减小谐波电动势中的高次谐波成分,保证电力系统的正常运行。
谐波抑制和无功功率补偿

谐波抑制和无功功率补偿引言在电力系统中,谐波和无功功率是常见的问题,它们会导致电网的不稳定性、能源浪费和设备损坏等一系列负面影响。
因此,谐波抑制和无功功率补偿成为了电力系统优化和能源管理的重要课题。
本文将详细介绍谐波抑制和无功功率补偿的概念、原理、方法以及应用。
谐波抑制概念谐波是指在电力系统中频率为基波频率的整数倍的波形成分。
谐波的产生主要是由非线性负载设备引起的,例如电弧炉、电子设备等。
谐波会导致电压和电流的波形失真,进而影响电力系统的稳定性和设备的正常运行。
谐波抑制是指通过采取措施,减少或消除电力系统中的谐波成分,使电力系统的波形恢复正常,保证电力质量和设备的正常运行。
原理谐波抑制的原理主要包括两个方面:滤波和控制。
1.滤波:通过在电力系统中引入谐波滤波器,对谐波成分进行滤波,将谐波成分从电力系统中分离出来。
常用的谐波滤波器包括谐波阻抗滤波器、谐波电抗滤波器等。
2.控制:通过控制非线性负载设备的工作方式和参数,减少其对电力系统的谐波污染。
常用的控制方法包括谐波限制技术、谐波消除技术等。
方法谐波抑制的方法主要包括被动方法和主动方法。
1.被动方法:被动方法是指通过谐波滤波器等被动设备来实现谐波抑制。
被动方法具有成本低、稳定可靠等优点,但其抑制效果受到负载变化和谐波频率变化的限制。
2.主动方法:主动方法是指通过控制设备的工作方式和参数来实现谐波抑制。
主动方法具有灵活性强、抑制效果好等优点,但其成本较高。
应用谐波抑制广泛应用于电力系统中,特别是对于需要保证电力质量和设备正常运行的场合。
例如,工业生产中的电弧炉、电子设备等非线性负载设备常常会引起谐波,需要采取谐波抑制措施。
此外,谐波抑制也在电网规划、电力设备设计等领域得到广泛应用。
无功功率补偿概念无功功率是电力系统中的一种特殊功率,它与电压和电流之间的相位差有关。
无功功率的存在会造成电网电压的波动和能源的浪费,因此需要进行补偿。
无功功率补偿是指通过采取措施,使电力系统中的无功功率达到平衡,提高电网的稳定性和能源利用效率。
谐波抑制计算方法

谐波抑制计算方法“哎呀,这电怎么老是不稳定呀?”我坐在书桌前,台灯一闪一闪的,让我心里好烦躁。
房间里有点昏暗,书本和文具杂乱地摆在桌上。
我皱着眉头,看着那闪烁的台灯,心里想着这可怎么办才好。
这时,爸爸走了进来。
他看到我苦恼的样子,笑着说:“宝贝,别着急,这可能是谐波在捣乱呢。
爸爸来给你讲讲怎么抑制谐波吧。
”爸爸拿起一张纸,开始给我讲解:“首先呢,我们要知道什么是谐波。
谐波就像一群调皮的小精灵,在电路里跑来跑去,捣乱得很,让电流和电压都变得不稳定了。
那怎么抓住这些小精灵呢?我们可以通过计算来找到它们的踪迹。
”“计算谐波抑制有几个步骤哦。
第一步,我们要测量电路中的电流和电压值,这就像医生给病人量体温、测血压一样,只有知道了这些基本的数据,我们才能判断病情。
然后,根据这些数据,我们可以使用一些公式来计算谐波的含量。
这可需要我们认真仔细,不能出错哦。
”我好奇地问:“爸爸,那计算的时候有什么要注意的吗?”爸爸摸了摸我的头说:“宝贝,注意的地方可不少呢。
比如说,测量仪器一定要准确,不然就像用不准的尺子量东西,结果肯定是错的。
还有,计算过程中要注意单位的统一,不能一会儿用这个单位,一会儿用那个单位,那可就乱套了。
”“那谐波抑制有什么用呢?”我接着问。
爸爸笑着说:“谐波抑制的应用场景可多啦。
在工厂里,很多设备都会产生谐波,如果不抑制,设备就可能会出故障,影响生产。
这就好比一辆汽车,如果零件出了问题,车就跑不动了。
在家里,谐波也会影响电器的使用寿命,像电视、冰箱这些电器,如果经常受到谐波的干扰,就容易坏。
而谐波抑制就可以解决这些问题,让电器正常工作,这不是很好吗?”爸爸还举了个实际的例子:“上次我们家附近的一个工厂,因为谐波问题,机器老是出故障。
后来,工程师们通过谐波抑制计算,找到了问题所在,采取了相应的措施,工厂的机器就又能正常运转了。
你看,这谐波抑制多重要呀!”听了爸爸的话,我心里想:原来谐波抑制这么神奇呀!就像一个神奇的魔法,可以让电路变得稳定,让电器正常工作。
谐波抑制器原理

谐波抑制器原理
谐波抑制器是一种电子设备,用于抑制电路中的谐波。
谐波是指电路中频率为基波频率的整数倍的波形,它们会干扰电路的正常工作,甚至会损坏电路中的元件。
因此,谐波抑制器的作用就是消除或减小电路中的谐波,保证电路的正常工作。
谐波抑制器的原理是利用滤波器的特性,将谐波滤掉。
滤波器是一种电子元件,它可以选择性地通过或阻止某些频率的信号。
谐波抑制器中常用的滤波器有低通滤波器和高通滤波器。
低通滤波器可以通过低于一定频率的信号,而阻止高于该频率的信号。
因此,当电路中存在高频谐波时,可以使用低通滤波器将其滤掉。
高通滤波器则相反,可以通过高于一定频率的信号,而阻止低于该频率的信号。
因此,当电路中存在低频谐波时,可以使用高通滤波器将其滤掉。
除了滤波器,谐波抑制器还可以使用其他电子元件,如电容器和电感器。
电容器可以通过存储电荷的方式,来阻止高频信号的通过。
电感器则可以通过存储磁场的方式,来阻止低频信号的通过。
谐波抑制器的原理是利用滤波器和其他电子元件,将电路中的谐波滤掉。
这样可以保证电路的正常工作,避免谐波对电路造成的干扰和损坏。
供电系统中谐波的危害及其抑制措施

供电系统中谐波的危害及其抑制措施谐波对供电系统的危害主要体现在以下几个方面:1.电力系统损耗增加:谐波会导致电线和变压器的额定容量下降,从而增加系统的电阻和电抗损耗。
这会导致能源的浪费和电力系统效率的降低。
2.电压失真:谐波会引起电压波形的失真,导致电压的畸变。
这种电压畸变可能会导致灯泡闪烁、电机振动加剧以及其他故障或损坏。
3.电流畸变:谐波引起电流波形的畸变,使电流的有效值增大。
这可能导致设备过载、电缆和开关设备发热以及电动机过热。
4.故障的引发:谐波可能导致电力系统中的谐振现象。
当谐振发生时,电流和电压放大,可能导致设备损坏和系统故障。
为了抑制供电系统中的谐波,下面列举了一些有效的措施:1.使用滤波器:滤波器是一种常用的抑制谐波的设备。
它们可以作为附加电路连接到系统中,以减小谐波的影响。
滤波器可根据谐波频率进行设计,以达到减小谐波幅值和失真的效果。
2.优化设备:设计和选择具有低谐波发生率的电气设备,例如低谐波电源和电机。
这些设备可以降低谐波幅值,从而减小谐波对供电系统的影响。
3.使用变压器:通过使用多螺绕变压器可减小谐波幅值。
这种变压器通过额外的绕组消耗谐波分量,从而阻止谐波进入供电系统。
4.电网规划和设计:在电网规划和设计阶段,谐波的抑制需被纳入考虑。
通过合理规划供电系统的容量和结构,可以降低谐波的幅值和频率,从而减小谐波对系统的影响。
5.教育和培训:对电力系统运维人员进行相关培训以提高他们对谐波的认识,并了解合适的措施来减小谐波的影响。
总结起来,供电系统中的谐波产生了一系列危害,包括电力系统损耗增加、电压和电流失真、设备过载和谐振现象的引发等。
为了减小这些危害,应采取一系列的抑制措施,如使用滤波器、优化设备、使用变压器、优化电网规划以及加强教育和培训等。
最终,有效地抑制谐波会提高供电系统的可靠性,提升电气设备的性能,减少故障和损坏的风险。
抑制高次谐波的方法

抑制高次谐波的方法引言高次谐波是指频率是基波频率的整数倍的谐波分量。
在电力系统中,高次谐波会导致电流和电压失真,对设备和系统产生负面影响。
因此,抑制高次谐波成为了电力系统设计和运行中的重要问题。
本文将介绍几种常见的抑制高次谐波的方法。
1. 调整负载调整负载是抑制高次谐波的一种简单有效的方法。
通过合理安排负载,可以降低电流谐波含量。
具体措施包括: - 优化负载分布:将非线性负载均匀分布在供电系统中,避免集中在同一节点。
- 控制非线性负载:使用低谐振腔或者滤波器等装置控制非线性负载产生的高次谐波。
2. 使用滤波器滤波器是抑制高次谐波最常用也最有效的方法之一。
它通过选择性地滤除特定频率的信号来减少高次谐波含量。
常见的滤波器类型包括: - 谐振腔滤波器:谐振腔滤波器是一种基于谐振原理工作的滤波器,可以通过调整谐振频率来选择性地滤除高次谐波。
- 无源滤波器:无源滤波器使用电容、电感和电阻等元件组成,可根据设计要求选择合适的参数来实现高次谐波的滤除。
- 有源滤波器:有源滤波器利用放大器等主动元件,通过反馈控制实现对高次谐波的抑制。
3. 接地系统优化接地系统在抑制高次谐波中起到重要作用。
合理设计和优化接地系统可以有效减少高次谐波含量。
具体方法包括: - 提供良好的接地路径:确保接地电阻低、接地线路短、接地点分布均匀,减小系统中各个设备之间的共模干扰。
- 使用专用接地网格:在关键设备周围建立专用接地网格,增强其抗干扰能力。
4. 控制非线性负载非线性负载是产生高次谐波的主要原因之一。
通过控制非线性负载可以有效降低高次谐波含量。
一些常见的控制方法包括: - 使用谐振腔:谐振腔是一种电路装置,可以选择性地滤除特定频率的高次谐波。
- 使用有源滤波器:有源滤波器可以通过放大和反馈控制来抑制高次谐波。
- 优化设备设计:在设备设计中采用低谐振腔、低非线性元件等措施,降低高次谐波产生。
5. 整流器设计优化整流器是产生高次谐波的另一个重要来源。
抑制谐波电动势的方法

抑制谐波电动势的方法电动势是指导致电流产生的力,它是由磁场的变化引起的。
在实际的电力系统中,谐波电动势是一种常见的问题,它会对系统的稳定性和运行造成不利影响。
因此,抑制谐波电动势是电力系统中的一个重要问题。
本文将介绍一些抑制谐波电动势的方法。
首先,使用变压器的方法是一种常见的抑制谐波电动势的方法。
通过在系统中增加变压器,可以有效地抑制谐波电动势的产生。
变压器可以将谐波电动势隔离开来,从而减少对系统的影响。
此外,变压器还可以通过调节变比来改变系统的阻抗,从而进一步抑制谐波电动势的产生。
其次,使用滤波器的方法也是一种常见的抑制谐波电动势的方法。
滤波器可以将谐波电动势中的谐波成分滤除,从而减少对系统的影响。
通过在系统中增加滤波器,可以有效地抑制谐波电动势的产生,提高系统的稳定性和可靠性。
另外,通过优化系统的接地方式也可以有效地抑制谐波电动势的产生。
合理的接地方式可以减少系统中的谐波电动势,从而提高系统的稳定性和可靠性。
通过优化接地方式,可以有效地抑制谐波电动势的产生,减少对系统的影响。
此外,合理设计系统的电气参数也是一种有效的抑制谐波电动势的方法。
通过合理设计系统的电气参数,可以减少系统中的谐波电动势,提高系统的稳定性和可靠性。
合理设计系统的电气参数可以有效地抑制谐波电动势的产生,减少对系统的影响。
总之,抑制谐波电动势是电力系统中的一个重要问题。
通过使用变压器、滤波器、优化接地方式和合理设计系统的电气参数等方法,可以有效地抑制谐波电动势的产生,提高系统的稳定性和可靠性。
希望本文介绍的方法能够对抑制谐波电动势提供一些参考和帮助。
谐波抑制

被动抑制一、电网及公共联接点的谐波抑制电网及公共联接点的谐波抑制目前主要通过无源滤波器或静止无功补偿器来实现, 其原理与变流器交流侧谐波抑制方法相同, 只是功率等级较高, 并且并不是针对设备, 而是对电网总体上的补偿。
静止无功补偿器二、变流器交流侧的被动型谐波抑制方案交流侧的谐波抑制属于被动型抑制方案, 主要可以分为: 无源滤波器方案、有源滤波器方案和混合滤波器方案三大类。
由于此处的滤波器直接与电网相连, 因此设计时应考虑到邻近的谐波源对滤波器的影响、系统参数对滤波器的影响、后续变流器负载对滤波器的影响。
SVC(静止无功补偿器):可控饱和型自饱和电抗型还有可控硅控制电抗器型,可控硅投切电容器型,可控硅控制电抗器和可控硅投切电容器组合型SVG(静止无功发生器):主动抑制1. 1 无源滤波器( PPF)LC 滤波器是传统的补偿无功和抑制谐波的主要手段。
图1 是一个用并联无源滤波器滤除谐波的典型电路。
一个串联的LC 滤波器并联在整流桥入端, 其谐振频率,应和电路的主要高次谐波频率相等。
为了防止电网电压中的谐波电压在滤波器中产生较大的谐波电流,在入端串联一个电感L 1 。
图1 LC 并联无源滤波器图2 是一个LCR 网络串联在入端滤除谐波的电路。
LRC 并联网络的谐振频率和电网主要高次谐波频率相等,阻止变流器的主要谐波电流流入电网。
无源滤波方案是目前采用最为广泛的谐波抑制手段,其成本低、技术成熟, 但存在以下缺陷:(1) 谐振频率依赖于元件参数, 因此只能对主要谐波进行滤波, LC 参数的漂移将导致滤波特性改变, 使滤波性能不稳定。
(2) 滤波特性依赖于电网参数, 而电网的阻抗和谐波频率随着电力系统的运行工况随时改变, 因而LC 网络的设计较困难。
(3) 电网的参数与LC 可能产生并联谐振使该次谐波分量放大, 使电网供电质量下降。
(4) 电网中的某次谐波电压可能在LC 网络中产生很大的谐波电流。
2 .1 有源滤波器( APF)用有源电力滤波消除谐波的思路可以追溯到20 世纪70 年代SasakiH 和MachidaT 等人提出的用磁补偿消除谐波的方法。
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课程名称:课程编号:论文题目: 电力系统中谐波抑制的设计方法研究生姓名: 学号: 论文评语:成绩: 任课教师: 评阅日期:目录1 前言 (1)2 谐波的危害 (1)2.1增加了无功功率消耗和铜损 (1)2.2损害电容器 (1)2.3造成系统故障 (2)2.4引起谐振过电压 (2)3 谐波的抑制措施 (2)4 LC滤波器的设计 (4)5 有源滤波器的应用 (9)6工程设计实例 (13)6.1基于最小容量安装法设计电容器仿真研究 (15)6.2补偿结果的分析 (18)7 结语 (20)1 前言随着大功率半导体电力变流器、变频器等电力电子设备的广泛应用,愈来愈多的谐波电流被注入了电网,由于电力电子器件的非线性工作特性决定了基波电流滞后,且谐波的消极影响越来越严重,因此,如何有效地抑制谐波是电力设计中的一项重要内容。
2 谐波的危害2.1增加了无功功率消耗和铜损在电流波形畸变的情况下,电力系统的视在功率应为:S=P+Q+T (1) 式中:S为视在功率;P为有功功率;Q为无功功率;T为畸变功率。
由于谐波电压和电流的频率不同,其相角差随频率差作周期性变化,累计的功率之和为零,所以畸变功率具有无功功率性质。
谐波电流将使电力系统中的元件如电动机产生谐波铜耗、谐波杂散损耗及谐波铁耗。
谐波损耗的存在使得电动机总损耗增加,温升增加及效率降低。
电动机将多吸收无功功率,导致功率因数下降。
2.2 损害电容器含有高次谐波的电压加在电容器两端时,由于电容器对高次谐波阻抗很小,谐波电流加在电容器的基波上,使电容器的总运行电流增大,温升提高,很容易发生过负荷以至损坏,导致使用寿命缩短。
同时,谐波对电容器参数匹配产生影响,有可能在电网中造成高次谐波谐振,使故障加剧。
2.3 造成系统故障由于谐波引起控制系统误差造成触发角偏移及电流、电压变化率过高,引起晶闸管故障,甚至引起变流装置、自动控制装置的控制失灵和误动作,进而造成系统故障。
2.4 引起谐振过电压持续的谐波含量过高,将加速变压器、电动机、电力电缆的绝缘老化而使其容易被击穿。
某些情况下,特别在瞬态过程中,还可能引起谐振过电压。
3 谐波的抑制措施在电力系统的设计中,加大系统短路容量;提高供电电压等级;增加变流装置的脉动数;改善系统的运行方式,如:尽可能保持三相负荷平衡,避免各类电磁系统饱和,错开系统谐振点,由专门电路为谐波源负载供电等,都能减小系统中的谐波成份。
但其中许多措施都会大大增加系统和设备的投资,且有些方法的效果并不一定很理想。
因此,设置交流滤波器是有效抑制谐波和改善波形的积极措施,同时23滤波器还能向系统提供所需的部分或全部无功。
图1 高次谐波等效电路 (a)接线系统 (b)等效电路整流器、逆变器等非线性负荷,因为其本身可以表示为产生高次谐波电流的恒流源,故可用图1来表示高次谐波的等效电路。
流向电网的谐波电流S I 和母线的谐波电压B V 可表示为:LS L Z Z I n Z S I +=S S B I V V = (2)式中:S I 为注入电网的谐波电流;n I 为谐波电流;B V 为谐波电压;S Z 为电网阻抗;L Z 为电网负载阻抗。
该式表明,当电网阻抗S Z 一定时,相对减小系统负载阻抗L Z ,就可以减小流向电网的谐波电流和母线的谐波电压(电压畸变)。
谐波干扰取决于流向电网的谐波电流或电压畸变的大小。
抑制谐波的目的,就是要降低流向电网的谐波电流。
因此,可以采取以下两种措施:(1)对于电力系统,设置谐波低阻抗的分流电路,从而减小负载阻Z,降低注入电网的谐波电流S I;抗L(2)提供逆相位的谐波,以抵消非线性负荷所产生的谐波电流n I,达到消除谐波的目的。
前者称为被动式滤波器,即常用的LC滤波器;后者称为能动式滤波器,即有源滤波器。
4 LC滤波器的设计LC滤波器是利用LC谐振原理,人为地造成一条串联谐振支路,为欲滤除的主要谐波提供阻抗极低的通道,使之不注入电网。
根据其电容器与电抗器的联接方式不同,主要常用的有单调谐滤波器和高通滤波器。
它们的结构和阻抗特性如图2、图3所示。
45图2 单调谐滤波器 (a)结构 (b)y=f(δ)特性图3 高通滤波器 (a)结构 (b)阻抗频率特性单调谐滤波器的谐振次数和品质因数分别为:1L 1C X X n6fn L n R X Q n=(3)谐波阻抗为:)21()(11n fn C L fn fnQ R nX nX j R Z δ+≈-+= (4)上二式中:1C X 为电容器组的基波容抗;1L X 为电抗器的基波感抗;Ln X 为电抗器在n 次谐波时的感抗;fn R 为滤波器在n 次谐波时的电阻;δ为电网角频率相对偏差。
由于系统频率的波动、滤波电容器及电抗器有关参数制造时的偏差、电抗器的调节偏差,以及环境温度和负荷的变化,滤波器的实际谐振频率可能与其设计值不完全相同,即在偏离设计值的一定范围内变化。
一般情况下,单调谐滤波器在Qn=1/2δ时有最好的滤波效果,即注入电网的谐波电流最小。
由图2(b)可知,单调谐滤波器的滤波效果与δ和Qn 有直接关系。
Qn 越大,曲线越尖锐,但越容易失谐,滤波效果下降越快;Qn 过小时,滤波效果在较大范围内变化不大,但效果较低,此时损耗也较大。
所以,Qn 和δ的确定要经过多种方案比较,并兼顾各个指标后选取。
对于高通滤波器,由于其电抗器L 与电阻R 并联,有一个较低的阻抗频率范围。
当频率低于某一截止频率f0(f0=1/2πRC )时,由于容抗增加使滤波器阻抗明显增加,低次谐波电流难于通过;当频率高于f0时,由于容抗不大,总的阻抗也变化不大,形成一个通频带。
与单调谐滤波器相反,其品质因数Qn=Rfn/XLn。
这是因为在高通滤波器中,电阻R与电抗器L并联,电阻越大,调谐越尖锐;而在单调谐滤波器中,电阻R与电抗器L串联,电阻越小,调谐越尖锐。
但无论是单调谐滤波器还是高通滤波器,品质因数是标志调谐锐度的指标。
对于高通滤波器,Qn值一般取1~5。
由图3(b)可以看出,即使在调谐频率附近,频率偏差也影响不大。
高通滤波器截止频率应选择靠近要滤的主要谐波,否则其损耗将大大增加。
对于某次谐波,要达到同样的滤波效果,采用单调谐滤波器将大大减小容量,但高通滤波器有综合滤波功能,它可以同时滤除若干次高次谐波,减少滤波电路数。
因此,在滤波方案选择时,对于主要的谐波,宜用单调谐滤波器;而对若干较高次谐波,且谐波电流值不大,宜选用一组高通滤波器。
当结合所需无功补偿容量考虑时,许多情况下,用几组单调谐滤波器加一组高通滤波器是比较经济可行的方案。
由式(2)可知,LC滤波器的滤波效果取决于电源阻抗和滤波器内部阻抗的相互关系,由于滤波器并联在电路中,其本身就是阻抗因素,7容易受电源已有高次谐波畸变的影响。
因此,在设计时应充分考虑以下几方面因素:(1)电源的阻抗条件。
根据系统接线,变压器参数或拟装设滤波器处母线电压及短路容量,计算系统的谐波阻抗;电网频率波动范围和滤波电容器及电抗器的调节偏差等因素构成的等值频率偏差;(2)在工频范围内,滤波器和电容器有着相同的功能,协调系统的超前相位容量,从而有效减小滤波器容量,降低滤波器造价;电网已有高次谐波电压对滤波器可能造成的过载影响;变流器负载所产生的高次谐波量,确定滤波器的定额;(3)高次谐波抑制指标。
根据《电能质量公用电网谐波》的规定,确定各次谐波电压畸变率和注入相应电压等级电网的谐波电流允许值。
LC滤波器结构简单,吸收谐波效果明显。
但由于其结构原理上的原因,在应用中存在着难以克服的缺陷:(1)仅对固有频率的谐波有较好的补偿效果,当谐波成份变化时补偿效果差;(2)补偿特性受电网阻抗的影响很大;(3)在特定频率下,电网阻抗和LC滤波器之间可能会发生并联谐振,使该频率的谐波电流被放大;或者发生串联谐振,使电网侧可能存在8的谐波电压向LC滤波器注入较大的谐波电流;(4)当接在电网中的其他谐波源未采取滤波措施时,其谐波电流可能流入该滤波器,造成过载。
而有源滤波器能对变化的谐波进行迅速的跟踪补偿,基本上克服了LC滤波器的上述缺点。
5 有源滤波器的应用随着功率电子器件和PWM技术的发展,基于瞬时无功功率理论的谐波电流瞬时检测法的提出,使有源滤波器得到迅速发展。
前述可知,LC滤波器实际上是由滤波电容器和电抗器组成的、对某些或某次谐波呈低阻抗谐振支路,滤除这些谐波。
而有源滤波器与LC滤波器的最大区别在于它是一种向系统注入补偿谐波电流,以抵消非线性负荷所产生的谐波电流的能动式滤波装置。
它能对变化的谐波进行迅速的动态跟踪补偿,且补偿特性不受系统阻抗影响。
其结构上由静态功率变流器构成,具有半导体功率器件的高可控性和快速响应能力。
910图4 有源滤波器工作原理负载电流L I 按傅里叶级数可展开为:nq p n n L I I I nwt In wt I wt I nwt In I ++=+∑++=+∑=111111)sin(cos sin sin cos )sin(θθθθ (5)式中:I1p 为负载基波有功电流;I1q 为负载基波无功电流;In 为高次谐波电流。
滤波器并联连接在谐波发生源和电源之间,F L s I I I +=。
控制有源滤波器的输出电流n F I I -=,电源侧电流则为只含基波分量的正弦波形。
即:有源滤波器产生一个与负载谐波电流幅值相等、相位相反的电流注入负载电流L I 流经的线路中,将负载谐波抵消,使之不流入电网。
由式(5)可知,有源滤波器还可同时补偿无功,即使11n 1I I I q F --=,q S I I 1-=,从而提高系统功率因数。
有源滤波器的基本结构由谐波电流检测、控制电路、PWM 逆变器、直流电源及注入变压器等部分组成。
根据逆变器储能元件不同,可将有源滤波器分为电流型和电压型两种。
电流型有源滤波器储能元件为电感,由于其运行损耗较大,对储能电感的充电控制较复杂,因而使其应用受到限制;电压型有源滤波器储能元件为电容,具有损耗小,易于控制等优点而得到普遍应用。
电压型有源滤波器工作过程是由电容器构成储能直流电源,逆变器根据检测信号产生PWM 输出电压,将储存在电容器中直流电能转变成所需频率和波形的补偿电流,经隔离变压器注入线路中。
PWM 逆变器同时兼有向电抗器或电容器提供直流电能的功能。
这个过程直接受谐波电流补偿量检测及控制电路的控制。
有源滤波器具有以下特点:(1)该装置是一个谐波电流源,它的接入对系统阻抗不会产生影响; (2)系统结构发生变化时,该装置不存在产生谐振的危险,不影响补偿性能;(3)不存在过载问题。
当系统谐波电流增大超过装置的补偿能力时,滤波器仍可发挥最大补偿作用;(4)对系统中各次谐波均能有效抑制;(5)一台装置即可实现对多次谐波和基波无功电流的实时动态跟踪补偿。