工厂配电系统的变频器谐波污染及治理
变频器谐波治理
变频器谐波治理引言随着工业化进程的不断推进，电力质量问题也逐渐凸显出来。
谐波是电力系统中常见的一种问题，它会导致电网中的电流和电压波形失真，进而引发一系列的电力质量问题。
变频器作为电力电子设备的一种，广泛应用于工业生产中，但其工作产生的谐波也为电力系统带来了很大的挑战。
因此，变频器谐波治理成为了当前亟待解决的问题。
变频器谐波的来源及影响变频器的工作原理变频器是一种能将交流电转换成直流电并通过变频输出交流电的电力电子设备。
它由整流器和逆变器两部分组成，整流器将交流电转换为直流电，逆变器将直流电转换为可调频率和可调幅度的交流电输出。
变频器广泛应用于工业生产过程中，如风机、泵站、空调等设备。
变频器工作产生的谐波变频器在工作过程中，不可避免地会产生谐波。
具体而言，变频器的逆变器部分会产生高次谐波，如第5、7、11、13次谐波等。
这些谐波信号会通过电网传播，与其他负载设备产生干扰。
谐波会导致电流和电压波形失真，引发如电流骤增、电压降低、设备震动等问题。
变频器谐波对电力系统的影响变频器谐波所带来的问题主要体现在以下几个方面：1.电力损耗增加：谐波会造成电能的损耗增加，导致能源浪费。
2.传输线路损耗：谐波信号在电网中传播时，会引发传输线路的传输损耗增加。
3.设备寿命缩短：谐波信号对设备的振动和损耗会导致设备的寿命缩短。
4.其他设备干扰：谐波会与其他设备产生电磁干扰，影响其正常运行。
变频器谐波治理方法为了解决变频器谐波问题，需要采取相应的治理措施。
下面将介绍几种常见的变频器谐波治理方法。
谐波滤波器谐波滤波器是一种可以对谐波进行衰减的设备。
它通过引入谐波衰减元件，如电感、电容等，将谐波滤波器连接在电源侧或负载侧，从而减小谐波信号的幅值。
谐波滤波器可分为有源滤波器和无源滤波器两种，常见的有源滤波器有APF（主动滤波器），无源滤波器有LC滤波器等。
多电平逆变技术多电平逆变技术是通过增加逆变器的输出电平数目，将逆变输出的波形逼近正弦波，从而减小逆变器产生的谐波。
浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施
浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施变频器高次谐波对电力系统的危害体现在以下几个方面：1. 电力系统的谐波污染：变频器高次谐波会导致电力系统中谐波电压和谐波电流的增加，从而引起谐波污染。
谐波污染会导致电力设备的运行不稳定，降低电力系统的安全可靠性和供电质量。
2. 会对电力设备造成损害：变频器高次谐波会使电力设备内部发生谐波电流流动，引起设备内部的电压和电流过大，从而加速设备的老化和损坏，缩短设备的使用寿命。
3. 产生不正常的感应和电磁干扰：变频器高次谐波还会引起感应和电磁干扰，对周围的设备和系统产生不正常的影响，影响设备的正常运行。
1. 采用谐波滤波器：谐波滤波器是一种专门用于抑制高次谐波的设备，能够降低变频器高次谐波的电压和电流，减少谐波对电力系统和设备的危害。
2. 安装隔离变压器：在使用变频器的设备中，可以安装隔离变压器来隔离变频器的高次谐波，降低谐波对系统和设备的危害。
3. 提高设备的设计和制造质量：在变频器的设计和制造中，采用合适的材料和工艺，提高系统的抗电磁干扰能力，降低变频器对电力系统的谐波污染。
4. 优化电力系统的设计和运行：在电力系统的设计和运行过程中，合理安排设备的位置和连接方式，避免谐波的传导和聚集，降低谐波对系统的影响。
除了以上措施，还可以根据实际情况采取其他一些办法，比如改进变频器的控制算法，减少谐波输出；优化电容器的设计和选择，提高电容器的负载适应能力等等。
变频器高次谐波对电力系统和设备会产生很多危害，包括谐波污染、设备损坏和电磁干扰等。
为了减少这些危害，我们可以采取一些抑制措施，如安装谐波滤波器、隔离变压器等。
也需要优化电力系统的设计和运行，提高设备的设计和制造质量。
这样才能有效降低变频器高次谐波带来的危害，提高电力系统的安全可靠性和供电质量。
变频器应用中的谐波污染及对策
变频器应用中的谐波污染及对策发布时间：2022-05-22T15:58:27.585Z 来源：《科技新时代》2022年4期作者：刘嘉亮[导读] 随着科学技术发展，变频器的应用越来越广泛。
在节能、软起动、调速等方面的应用，充分展示了变频器的应用前景。
近年来，我国变频器市场一直保持着12%～15%的增长率，预计至少在今后5年内，变频器市场需求仍将保持10%以上的增长率。
而在10年以后，变频器市场才能逐渐饱和。
但是，变频器的应用也产生了谐波污染，该篇文章重点分析了变频器的特点、谐波污染的危害和减小谐波污染的对策。
刘嘉亮（中山市技师学院；广东中山 528400）摘要：随着科学技术发展，变频器的应用越来越广泛。
在节能、软起动、调速等方面的应用，充分展示了变频器的应用前景。
近年来，我国变频器市场一直保持着12%～15%的增长率，预计至少在今后5年内，变频器市场需求仍将保持10%以上的增长率。
而在10年以后，变频器市场才能逐渐饱和。
但是，变频器的应用也产生了谐波污染，该篇文章重点分析了变频器的特点、谐波污染的危害和减小谐波污染的对策。
关键词：变频器；谐波污染；电动机；滤波器1.变频器的原理、特点及应用1.1变频器的接线原理1.1.1变频器的组成：变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。
如图1所示1.1.2变频器的原理：变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
1.1.3变频器的接线：如图1所示。
R、S、T为变频器电源进线端，U、V、W为变频器输出端，压力变送器是将压力信号转变成模拟量信号（0～20mA）后，反馈给P24、A12端去实现恒压调节1.2变频器的特点1.2.1、功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
工厂低压配电系统谐波污染问题分析及治理对策
工厂低压配电系统谐波污染问题分析及治理对策摘要：随着生产技术和规模的提高，工厂内的非线性负荷不断上升，一定程度上使得工厂谐波污染问题日益严重，这给谐波治理带来了新的挑战。
笔者阐述了工厂谐波污染的影响和现状基础上，并介绍了几种治理谐波污染的对策和建议，可供参考交流。
关键词：低压配电；谐波污染；现状；影响；治理1 引言近年来，随着经济的快速发展，工厂现代化建设明显加快，其生产技术和规模不断提高，工厂内的非线性设备得到日益广泛的应用，同时也对配电系统产生冲击，产生谐波污染。
谐波污染对配电系统安全、稳定运行构成潜在的威胁，谐波干扰导致电气设备异常和事故有逐年增长的趋势，谐波已成为一大公害，严重威胁着配电系统和用电设备的正常运行。
因而了解谐波产生的原因及危害，研究谐波的治理措施，对改善供电质量和确保配电系统安全运行有着重要的意义。
2 工厂低压配电系统谐波的现状在工厂中强电、弱电多个系统并存，高压（35kv、6kv）、低压（380v、220v、24v）多种电压等级并存，交流、直流多种供电制并存，所以有效抑制谐波电流创造更好的电磁兼容环境，是保证生产流程正常运转的首要任务。
工厂内存在大量的非线性电气设备，归纳起来有以下几种。
2.1 变配电室直流屏在工厂内有变配电室自用电的直流屏、6kv变电所操作系统的直流屏。
此类设备含有高频开关整流（三相桥）模块、充电器等，所以会产生谐波电流，主要产生5次及7次谐波电流。
2.2 风机、水泵用变频器和软起动器功率较大的风机和水泵电机均配置了变频器或软起动器，以达到改善起动条件及运行节能的要求。
变频器及软起动器主要采用三相桥式整流（6脉冲），主要产生5次或7次谐波电流。
2.3 弱电系统电源工厂内弱电系统很多，有设备控制系统（plc控制）、厂区通信系统、厂区监控系统等。
其中许多电子设备均使用开关模式电源，从而使各弱电系统内产生大量的3次及高次谐波。
2.4 气体放电灯（高压钠灯、荧光灯等）及镇流器为满足照明节能及照度要求，厂内各类办公室多采用荧光灯，厂房构筑物大都采用高压钠灯，厂区道路照明大都采用节能灯或高压钠灯。
变频器产生的谐波危害及解决方法[优秀范文五篇]
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变频器产生的谐波危害及解决方法[优秀范文五篇]第一篇：变频器产生的谐波危害及解决方法变频器产生的谐波危害及解决措施变频器是工业调速传动领域中应用较为广泛的设备，由于变频器逆变电路的开关特性，对其供电电源形成了一个典型的非线性负载。
变频器在现场通常与其它设备同时运行，例如计算机和传感器，这些设备常常安装得很近，这样可能会造成相互影响。
因此，以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一，电力电子装置所产生的谐波污染已成为阻碍电力电子技术自身发展的重大障碍。
相关的定义1.1 什么是谐波谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。
谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。
谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。
谐波可以I区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、1 4，6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz 时，2次谐波为lOOHz，3次谐波则是150Hz。
一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。
在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。
对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7，11、13、17、19等，变频器主要产生5、7次谐波。
谐波定义示意图如图1所示。
1.2 谐波治理的有关标准变频器谐波治理应注意下面几个标准: 抗干扰标准：EN50082-1、-2，EN61800-3；辐射标准：EN5008l-1、-2，EN61800-3。
特别是IECl0003、IECl800-3(EN61800-3)、IEC555(EN60555)和IEEE519-1992。
普通的抗干扰标准EN50081和EN50082以及针对变频器的标准EN61800(1ECl800-3)定义了设备在不同的环境中运行时的辐射及抗干扰的水平。
变频器谐波治理方案
变频器谐波治理方案随着现代工业的发展，越来越多的设备采用了变频器来调节电机的转速，节约能源并提高产能。
然而，变频器使用过程中会产生谐波，对设备和电网造成一定的影响。
因此，采取有效的谐波治理方案，对确保设备和电网的正常运行具有重要意义。
本文将从谐波的产生原因、谐波的危害以及谐波治理的方案等方面进行探讨。
首先，谐波的产生与变频器的工作原理有关。
变频器是将交流电源转换为直流电源，再经过逆变器将直流电源转换为频率可调的交流电源。
在这个过程中，由于电源电压的非理想性以及变频器内部元件的非线性特性，会引起电压和电流的谐波产生。
主要有2,3,5,7等奇次谐波。
谐波对设备和电网造成的危害是多方面的。
首先，谐波会导致设备发热过高、工作效率下降，甚至损坏设备。
其次，谐波会造成电网电压波动、电流畸变，对其它设备产生干扰。
最后，谐波还会引起附加电流传导，增加了电网的线损和电力系统的能耗，浪费了资源。
针对谐波问题，可采取以下治理方案。
1.安装谐波滤波器。
谐波滤波器是一种专门用来滤除谐波的设备，通过将谐波电流引到地线上来起到过滤的作用。
根据不同的谐波特性，可以选择适合的谐波滤波器，如LC滤波器和有源滤波器等。
安装合适的谐波滤波器可以有效地减少谐波对设备和电网的影响。
2.优化系统结构。
对于需要大功率的设备，可以通过改变配电系统的结构来降低谐波的影响。
如通过合理设置电容器、电抗器等被动滤波器，使谐波电流流入电容器等器件进行回路补偿，降低了谐波水平。
3.使用低谐波变频器。
传统的变频器容易引起谐波，但是现在市面上已经有了一些专门用于谐波治理的低谐波变频器。
这些变频器内部通过采用多电平逆变技术、空间矢量调制等方法，减小了谐波的产生，从而减少了对设备和电网的影响。
4.加强设备维护管理。
设备维护是减少谐波影响的重要措施。
定期对变频器进行检查和维护，及时发现并排除故障，能够减少谐波的产生。
此外，对变频器的运行参数进行合理设置，也有利于减小谐波的程度。
变频器谐波的危害及解决措施
变频器谐波的危害及解决措施◎王宏泰常识李玖洋工业化的生产使变频器的应用范围进一步扩大，变频器主要使用于工业领域的调速传动。
它与以往的机械调速相比有着巨大的优势。
但由于其逆变电路开关的特性，对自身的供电电源就形成了一个典型的非线性负荷，因为他通常不是单独使用，与其配套的设备共同使用。
又因为这些设备的安装距离一般都比较近，这样就造成了互相影响。
所以，以变频器为主要使用用途的电子电力设备是公用电网中谐波产生的重要来源，影响着电力系统的电能损耗。
一、变频器结构原理和谐波产生的原因典型变频器的原理框图尽管国内目前应用的变频器外观不同，结构各异，但基本电路结构是相似的，主要有：l .主电路。
对低压变频器来说，其主电路几乎均为电压型交一直一交电路。
它由三相桥式整流器（即AC /DC 模块）、滤波电路（电容器C ）、制动电路（晶体管V 及电阻R ）、三相桥式逆变电路（IGBT 模块）等组成。
电压型变频器是以电压源向交流电动机提供电功率的，优点是不受负载功率因数或换流的影响。
缺点是负载出现短路或波动时，容易产生过电流，烧损模块，故必须在极短时间内采取保护措施，且只适用单方向传送，不易实现能量回馈。
2.驱动板。
由IGBT 的驱动电路、保护电路、开关电源等组成3.主控板。
由CPU 故障信号检、I/O 光偶合电路、A/D 和D/A 转换、EPROM、16MHz 晶振、通信电路等组成，多数采用贴片元件（SMT ）波峰焊接技术。
4.操作盘及显示。
输入I/O 操作信号，用LED （或LCD ）来显示各种状态。
5.电流传感器。
用以得到电流信号。
变频器的制造原理是把频率50赫兹的直流电转化成为各种频率的交流电源，用来实现电机变速运行的设备。
其中主电路的控制由控制电路完成，变频器设备装置主要控制交流异步电机的变速运行，调速范围大、安全可靠、能源节约效果显著；其工作原理就是目前使用较为广泛的依旧是交-直-交变频器。
变频器使用的主电路是交-直-交，经过三相不可控整流成为直流电压。
变频器的谐波干扰与抑制及参数设定
变频器的谐波干扰与抑制及参数设定变频器是一种将交流电源转换为可调控频率和电压的电力变换装置，广泛应用于工业生产中的电机驱动系统。
然而，变频器在运行过程中会产生谐波干扰，给电气设备带来诸多问题。
本文将重点介绍变频器的谐波干扰、抑制方法以及参数设定。
一、变频器的谐波干扰变频器在将电源交流电转换为电机驱动所需的直流电后，将其通过逆变器部分将其转换为可调频率的交流电。
在这个过程中，电压和电流在逆变器部分会发生波形的失真，进而产生谐波。
谐波表现为频率不同的电流或电压的波形成分，由于谐波的存在，会导致电气设备的过热、寿命缩短、工作不稳定等问题。
二、谐波干扰的分类谐波干扰主要分为电压谐波和电流谐波两种类型。
电压谐波是指在电源侧（变频器输出侧），电压的波形失真导致谐波的产生；电流谐波是指在电机侧（电机输出侧），电流的波形失真导致谐波的产生。
通常情况下，电流谐波对电气设备的影响更为严重，因此本文主要关注电流谐波的抑制方法与参数设定。
三、抑制电流谐波的方法1.增加滤波电容：通过在变频器输出侧添加滤波电容来减小电流谐波，滤波电容能够吸收一部分的谐波电流。
滤波电容的参数设定应根据谐波电流的频率和幅值进行选择。
2.采用谐波抑制器：谐波抑制器是一种专业的设备，能够检测并抑制系统中的电流谐波波动。
谐波抑制器通过将谐波电流反馈给变频器，使其产生反向的谐波电流，从而抵消谐波波动。
3.增加输出滤波器：通过在变频器输出侧添加输出滤波器，可以有效地减小电流谐波。
输出滤波器可将变频器输出的方波电流转换为更接近正弦波的电流。
四、参数设定参数设定是抑制谐波干扰的重要环节，合理设置变频器的参数可以减小谐波的产生。
参数设定的要点如下：1.频率设定：根据实际情况设定变频器的输出频率，合理的频率设定能够减小谐波的产生。
2.减小调速时间：调速时间是指从起动到达设定速度所需的时间，减小调速时间能够降低谐波的产生。
3.加大滤波时间常数：滤波时间常数是指变频器输出电流和电压滤波的时间，加大滤波时间常数能够减小谐波的波动。
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工厂配电系统的变频器谐波污染及治理
摘要:随着工业变频装置的应用日益广泛,工厂配电系统中的谐波污染日趋严重。
因此,抑制谐波已成为电力电子技术、电器自动化技术及电力系统研究领域的一个重要课题。
关键词:配电系统变频器谐波污染治理
1 工厂配电系统变频谐波污染的原因
变频器谐波是在变频器的运行过程当中,需要对输入的电源运用大功率的晶体管或者二级管整流进行逆转,使输入的回路当中产生的高次谐波,是电流变大,电压升高的做法。
而变频谐波对于供电系统、负载及其他邻近电器设备产生的干扰;变频器谐波的产生及传播过程。
变频器的主电路一般由交流—直流—交流组成。
外部输入的额定电压是80v频率是50Hz的工作变频电源,经过三相电路的不可控制整流成直流电压信号,经滤波电容进行滤波以及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。
在整个电路的整流回路中,输入电流的波形为不规则的矩形波形,可按傅里叶技术分解为基波和各次谐波,谐波将会干扰整个供电系统。
在逆变输出的回路中,输出的电流收PWM(一种模拟控制方式,根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置,来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变,这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定。
)载波
信号调制的脉冲波形,对于GTR大功率逆变元件,其PWM的载波频率为2～3kHz;而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。
同样,输出回路电流也可分解为只含正弦波的基波和其他各次谐波,谐波电流直接干扰负荷;变频器在工作时时一个谐波源,整个工厂的配电系统都是该谐波源的负荷,谐波将沿着供电线进入各个用电设备,影响真个系统的正常工作。
注:国家谐波标准(GB/T14549-93)限值:标准规定电压奇次谐波畸变率＜4,偶次谐波畸变率＜2;注入电网的谐波电流经换算分别要求:＜38A(3次);＜61A(5次);＜43A(7次)等。
2 谐波引起的问题
2.1 电压的畸变
谐波在传输的过程中,产生的微小能量。
会导致电压周边磁场的不稳定,导致电压的电压产生一些小的变化。
使电压低于或者高于额定的电压。
就会导致电压的不稳定,是电压畸形。
2.2 漏电保护器的误动作
由于谐波有一定的电磁能量,而作为漏电保护器也是有电磁控制的。
谐波产生的电磁波会使漏点保护器自动跳闸,导致整个供电系统的瘫痪,严重影响工厂的效益。
2.3 谐波对于整个配电网的影响
由于胁逼电流对这个整个电线路产生额外的电能的损失,所产生的热能及电压的忽高忽低将导致漏电、短路事故的发生几率上升;在直流电路的控制系统中,由于波形的不稳定性,使大多数,控电开关系统产生错误的动作也就是上面所举得其中一例,漏电保护器的自动跳闸。
由于波形的不稳定在交流的控制系统中,将影响保护装置的电动特性,在动作值和整合定值间产生误差;谐波电流将对感应式电能表产生误差,影响计费的精确度,导致计费不精确。
电子表计,其的精度随不受谐波的影响,但控制系统必须滤波,以防止谐波对电子线路的干扰;而高层次的谐波电流将造成显示屏高频扫描的变化,将干扰操作人员正确的控制数据。
3 工厂配电系统中变频器的处理办法
3.1 系统设计
工厂在进行配电系统的设置过程中,要把产生谐波的供电线路和对于谐波敏感的供电线路独立分开设置,或是在其表面装上绝缘的材料,使得线性负荷和非线性负荷有不同的电路来形成回馈电路,使得非线性负荷产生的畸变电压不会传到质线性负荷上,或者增大三相四相线性供电导线的线截面积。
3.2 装滤波器
对于电动机控制器中电动机所产生的谐波,由于其的波形很分明,可以用滤波器来降低谐波电流。
大多数的脉冲控制器所产生的谐波,再经过滤波器的过滤会对高层次的谐波过滤而对于有用的基波影响甚微。
3.3 在变压器上
在变压器的表面装上一个隔离保护膜,或者是在装设一个旁路的电路以避免进行变压器维护时长时间地对负荷停止供电的这种情况下,要采用足够大的通用的四芯反馈线,或者在重要的配电系统中,有时把隔离变压器就安装在每一配电盘上,使3及3的倍数次谐波电流与配电系统相隔离。
隔离变压器要适当提高额定值,否则也会产生电压畸变和过热。
3.4 装有源滤波器
由变流器/逆变器产生的边频带和谐波不能很好地用普通的滤波器来彻底的滤除掉,这是因为在边频的传送带上的传送频率是随传动装置的速度而时刻变化的,并且时常都很接近基波频率导致基波也受到一定的影响。
目前有在源头处理的源滤波器在日益推广并应用到实际当中,它在工作时主动地注入一小股的电流来精确地补偿由负荷产生的谐波电流,这样就会获得一个纯粹的正弦波。
这种滤波设备的工作靠数字信号处理(DSP)技术来控制快速绝缘双极晶体管(IGBT)。
因为设备与供电系统并联工作的,所以它只控制谐波电流在通过的过程
中的过滤作用,而基波的电流并不流过该滤波器。
假如所需过滤的谐波比滤波器的容量大的话,它只是能简单地起限制作用而使波形得到部分的简单纠正,并不能彻底的清除。
3.5 工厂用电车间
大多数采用电容器直接进行无功功率补偿,以降低基波无功电流。
然而,谐波滤波器是以并联方式进入系统的,选配不得当的话则可能会适得其反,系统阻抗与滤波器发生并联谐振,不仅没有抑制,反而会对谐波放大,造成更大的危害。
建议采取以下措施。
采用调谐式滤波器装置,考虑到在长内线性负荷的分配状况,线性负荷的功率因数,非线性负荷所产生的各次谐波电流及功率因数,改善日后目标功率因数,配电网络构成等因素等。
4 结论
变频装置的非线性系统在争先的激励下必然产生高层次的谐波,高层次的谐波对于工厂的配电系统变频装置本身都有一定的影响,在设计和装置过程中要根据实际情况,采取合理的抑制方法。
在装设系统的过程中,采取实惠又简便的方法,尽量减少由于高谐波对供电系统的干扰。
高次谐波对工厂配电网及变频装置本身将产生不良影响,并使通讯、测量、拖动系统等设备的性能劣化。
无论何时设计无功功率补偿系统,都应避免电容器组与系统产生并联或串联谐振。
在使用中
应选用最新的变频装置,安装各种滤波设备,进行抗干扰设计等是防止谐波。
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