1.變頻器供電系統(tǒng)的 諧波治理 與 無(wú)功補(bǔ)償 的意義
隨著變頻器的廣泛應(yīng)用,變頻器供電系統(tǒng)的 諧波治理 與 無(wú)功功率補(bǔ)償 的意義逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。變頻器供電電源按傅立葉級(jí)數(shù)可以分解為基波有功電流,基波無(wú)功電流,諧波和間諧波電流。
基波無(wú)功電流占用電網(wǎng)容量;導(dǎo)致網(wǎng)壓波動(dòng);在供配電設(shè)施產(chǎn)生熱損耗;降低了供配電設(shè)施運(yùn)行可靠性。諧波和間諧波的集膚效應(yīng)使輸電線等效截面積變小,線路損耗增加;鐵芯中附加高頻渦流損耗;諧波和間諧波電流導(dǎo)致網(wǎng)壓波形畸變和輻射干擾,引起同一電網(wǎng)下其它負(fù)載出力減小,損耗增加,甚至誤動(dòng)作。
變頻器用量較大的車(chē)間,用電容器直接進(jìn)行無(wú)功力率補(bǔ)償雖然可以大副度降低基波無(wú)功電流,但是必然出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。這時(shí),供電電流和電容器電流中諧波和間諧波電流大副度增加,電容器由于超溫和過(guò)壓而損壞,供電變壓器溫升加大。為避免諧波電流大副度增加, 諧波治理 與 無(wú)功功率補(bǔ)償 必須同時(shí)進(jìn)行。
從基波無(wú)功電流,諧波和間諧波電流的危害上可看出:采用就地 諧波治理 與 無(wú)功功率補(bǔ)償 可以獲得*大的效益。根據(jù)上海坤友電氣有限公司的經(jīng)驗(yàn),采用就地 諧波治理 與無(wú)功功率補(bǔ)嘗,一年或一年半時(shí)間即可從節(jié)能中回收全部投資。
2.變頻器供電系統(tǒng)的 諧波治理 與 無(wú)功功率補(bǔ)償 方法
根據(jù)變頻器分類,變頻器供電系統(tǒng)的就地 諧波治理 與 無(wú)功功率補(bǔ)償 裝置分為:含各次濾波器的 KYYLB 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 、6%電抗的 KYYLB 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 是固定投入各次濾波器KYYLB有源電力濾波器。
2.1交-直-交電流型變頻器
電網(wǎng)通過(guò)可控硅三相全控橋給變頻器供電,功率因數(shù)角約等于控制角A。供電電流包含6±1次諧波(K=1、2、3…),并且在直流電流無(wú)脈動(dòng)的理想情況下,N次諧波電流含量是基波電流的1/N。實(shí)際上,直流電流脈動(dòng)導(dǎo)致五次諧波和七次諧波含量增加,大于七次諧波的高次諧波含量減少。
就地實(shí)現(xiàn) 諧波治理 和無(wú)功功率補(bǔ)嘗是安裝含各次濾波器的 KYYLB 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 。 KYYLB 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 中計(jì)算機(jī)根據(jù)基波無(wú)功功率投入一定數(shù)量的五次、七次、十一次和十三次濾波器。濾波器對(duì)基波呈容性,補(bǔ)償基波無(wú)功功率;濾波器對(duì)諧波呈現(xiàn)很小的電感,濾除各次諧波無(wú)功功率。
2.2交-交變頻器
電網(wǎng)通過(guò)可控硅三相可逆整流橋給變頻器供電,功率因數(shù)很低。從電電流不僅包含6K±1次諧波(K=1、2、3…),還在諧波附近出現(xiàn)間隔為變頻器輸出頻率的間諧波。用五次、七次、十一次和十三次濾波器可以濾除諧波,但是濾波器器對(duì)一些間諧波呈容性,必然產(chǎn)生間諧波放大現(xiàn)象。
就地實(shí)現(xiàn)諧波、間 諧波治理 和 無(wú)功功率補(bǔ)償 是安裝6%電抗的 KYYLB 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 。特點(diǎn)是對(duì)五次和五次以上諧波和間諧波都呈感性,沒(méi)有諧波放大現(xiàn)象。對(duì)五次、七次諧波和五次、七次諧波附近的間諧也有一定的濾波效果。
2.3交-直-交電壓型變頻器
電網(wǎng)通過(guò)三相二極管整流橋給變頻器供電,功率因數(shù)大于0.97。由于二極管整流橋僅在網(wǎng)壓峰頂開(kāi)通,對(duì)電容器充電,電流波形是導(dǎo)通角較窄的尖鋒。供電電流包含6K±1次諧波(K=1、2、3…),諧波含量隨進(jìn)線電抗和直流濾波電抗的電感量增加而減少。一般來(lái)說(shuō),加電抗器后五次諧波、七次諧波十一次諧波和十三次諧波仍然占40%、35%、25%和20%。
對(duì)供電變壓器還有其它感性負(fù)載的場(chǎng)合,可以安裝含各次濾波器的 KYYLB 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 ,對(duì)幾乎全是交-直-交電壓型變頻器的車(chē)間由于不需要補(bǔ)償基波無(wú)功功率需要濾除諧波無(wú)功功率,應(yīng)安裝固定投入各次濾波器的裝置。為了防止輕載過(guò)補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)電壓的提升,該濾波器應(yīng)該具有提供的基波容性抗器應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮諧波發(fā)熱和過(guò)壓?jiǎn)栴}。