高次谐波及其抑制措施
电网中高次谐波的危害及抑制措施标准版本

文件编号:RHD-QB-K6232 (解决方案范本系列)编辑:XXXXXX查核:XXXXXX时间:XXXXXX电网中高次谐波的危害及抑制措施标准版本电网中高次谐波的危害及抑制措施标准版本操作指导:该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的,并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。
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引言随着电力电子器件及微电子技术的迅速发展,大量的非线性用电设备广泛应用于冶金、钢铁、能源、交通、化工等工业领域,如电解装置、电气机车、轧钢机械和高频设备等接入电力网,是电网的谐波污染状况日益严重,降低了系统的电能质量。
1. 谐波产生的原因电力网中的谐波有多种来源,在电力的生产,传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。
在其它几个环节中,谐波的产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备:(1)具有铁磁饱和特性的铁芯没备,如:变压器、电抗器等;(2)以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备,如:气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等;(3)以电力电子元件为基础的开关电源设备,如:各种电力变流设备(整流器、逆变器、变频器)、相控调速和调压装置,大容量的电力晶闸管可控开关设备等,它们大量的用于化工、电气铁道,冶金,矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。
以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流,即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压,但由于它们只有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压、电流特性,使得流过电网的电流是非正弦波形的,这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成,即产生了谐波,使电网电压严重失真,此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。
接入低压电力系统的非线性设备产生的谐波电流可分为稳定的谐波和变化的谐波两大类。
稳定的谐波电流是指由这种谐波的幅度不随时间变化,如视频显示设备和测试仪表等产生的谐波,这类设备对电网来说表现为恒定的负载。
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。
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是现代工业中常用的一种电力调节设备,它能够将固定频率的交流电源转换为可调节频率和电压的交流电源。
变频器具有体积小、效率高、响应快等优势,但同时也会产生一系列的谐波问题,高次谐波就是其中之一。
本文将对变频器高次谐波的危害以及抑制措施进行浅谈。
变频器产生的高次谐波对电网的稳定性和可靠性造成了危害。
高次谐波会引起电网中电压和电流波形的失真,导致电路的过电压和过电流现象,加剧了电网设备的损坏和寿命缩短,同时还会对其他电子设备产生干扰,影响设备的正常运行。
高次谐波对电动机的性能和工作效率造成了不利影响。
电动机是变频器的负载设备之一,高次谐波的存在会引起电动机的附加损耗和热量损耗,导致电机的效率下降,降低了电机的运行质量,并且增加了电机的热量,使得电机的温升升高,缩短了电机的使用寿命。
高次谐波还会对电气设备的保护和继电保护系统产生负面影响。
高次谐波会造成继电保护系统误动作,使得对设备的保护无法有效地进行,增加了设备故障的产生和扩大。
高次谐波还会对建筑物内部的供电系统造成波动,引发灯光的闪烁和干扰,给用电加载设备带来不稳定性。
尤其是对于对电源质量要求较高的场所,如医院、实验室等,高次谐波的存在会对设备和人员的安全造成潜在风险。
为了减少高次谐波对电网和电气设备的危害,可以采取以下几种抑制措施:1. 采用谐波滤波器。
谐波滤波器是一种用于抑制谐波电流和谐波电压的设备,可将谐波电流引导至地线,从而减少高次谐波的产生和传播。
2. 优化变频器的电路设计。
通过合理设计变频器的电路结构和参数选择,减少谐波的产生和传播,降低对电网和电气设备的影响。
3. 增加变频器的滤波器。
在变频器的输入和输出端增加滤波电容或滤波线圈,减少谐波成分的传导,降低高次谐波的幅值。
4. 合理选择变频器的工作频率。
根据实际需求,选择合适的变频器工作频率,避免谐波频率与电网频率或其他设备频率的共振现象。
变频器高次谐波的危害是不可忽视的,对电网和电气设备的稳定性和可靠性带来了很大的威胁。
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。
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是一种用于改变电源频率的电器设备,广泛应用于电机驱动、电力电子设备等领域。
在变频器的工作过程中会产生高次谐波,而高次谐波的存在会给电力系统带来危害。
本文将从高次谐波的危害和抑制措施两个方面进行探讨,并给出一些相应的解决方案。
变频器产生的高次谐波对电力系统的危害主要有以下几个方面。
1. 电力系统损耗增加:高次谐波会导致系统电源供应波形变形,进而增加系统中电能传输线路和设备的损耗。
特别是在电子产品大量使用的现代化设备中,高次谐波的存在会导致设备工作效率低下,使用寿命缩短。
2. 系统电能质量下降:高次谐波会导致系统电压波形变形,从而引起电能质量下降。
高次谐波会造成电压失真,使得供电电压与设备额定电压不匹配,进而引起设备故障。
3. 对其他设备的干扰:高次谐波会通过电力系统传导和辐射的方式影响到其他设备,造成其工作异常。
尤其是对于精密仪器、控制设备等敏感设备来说,高次谐波的干扰会导致其工作不稳定、数据误差等问题。
为了抑制变频器产生的高次谐波,可以从以下几个方面进行措施。
1. 滤波器:在变频器的输出端或者输入端加装合适的滤波器,可以有效地抑制高次谐波。
滤波器的主要作用是将高次谐波滤除或减小到安全范围内。
在选择滤波器时,需要考虑其频率特性和功率容量等因素。
2. 分析和设计:在变频器的设计过程中,可以通过仿真和分析的方式来预测高次谐波的产生,并采取相应的措施,如优化输出滤波器、改进控制策略等,以减小高次谐波的产生。
3. 优化电网:改善电力系统的供电条件,可以减小高次谐波的影响。
合理布置电力设备,减小谐波传导和辐射的路径,也能有效地抑制高次谐波的传播。
4. 教育和培训:加强对变频器高次谐波危害和抑制措施的教育培训,提高从业人员对高次谐波的认识和理解,培养其解决和处理高次谐波问题的能力。
变频器产生的高次谐波对电力系统和相关设备都会带来危害。
我们需要重视高次谐波问题,采取相应的措施进行抑制。
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是现代电气控制系统中常用的一种装置,可将电能转换为可调频率和可调幅度的交流电能。
变频器在工业生产中具有广泛应用,但其工作过程中会产生高次谐波,并对电力系统和设备带来一定的危害。
本文将从危害和抑制措施两个方面进行讨论。
高次谐波对电力系统和设备的危害主要表现在以下几个方面:1. 电力系统稳定性:高次谐波会导致电压和电流波形畸变,使电力系统中的谐振频率不断增加,从而影响系统的稳定性。
特别是在输电线路和变压器中,高次谐波会引起过电压和过电流等问题,加速设备老化和损坏。
2. 电力质量下降:高次谐波会降低电力系统的功率因数,增加线路损耗和设备的运行成本。
谐波也会影响计量装置的准确性,导致电度表误差,进一步影响到用电计量和费用计算。
3. 电器设备故障:高次谐波会使电器设备内部产生电压和电流的不均衡,导致设备过热、绝缘损坏、线圈短路等故障。
特别是对于精密电子设备,如计算机和PLC控制器等,谐波会导致设备工作不稳定,甚至损坏设备。
为了降低高次谐波对电力系统和设备的影响,可以采取以下几种抑制措施:1. 滤波器:安装谐波滤波器可以有效抑制高次谐波。
谐波滤波器通过在电路中串联或并联电感、电容等元件,使高次谐波得到滤除。
滤波器的选型和设计需要根据具体的谐波特性和载波频率进行。
2. 综合布线:合理的电气布线可以降低高次谐波的传播和干扰。
通过分析电力系统的谐波来源和传播路径,合理规划电气布线和设备位置,可有效减少高次谐波对其他设备的影响。
3. 地线设计:良好的地线设计和接地系统可以提供低阻抗的回路,有利于高次谐波的分散和消除。
合理选择接地导体材料和断面积,将接地系统与保护接地分开设计,可以减少高次谐波的共模传播。
4. 敏感设备保护:对于精密电子设备,可以安装专用保护措施,如电磁兼容滤波器、避雷器等,以提供额外的保护和抑制高次谐波的干扰。
变频器产生的高次谐波对电力系统和设备都带来一定的危害。
高次谐波的危害及其抑制措施

高次谐波的危害及其抑制措施作者:郭书英来源:《装饰装修天地》2015年第04期摘要:随着现代科学技术的发展及人民生活水平的提高,电子信息设备、电力电子换流设备在工业领域大量涌现,气体放电灯、电子镇流器在工厂、公共建筑照明设计中大量应用,变频空调、电视机、计算机等家用电器的用电负荷也越来越大,使得在配电系统的工程设计中遇到越来越多的谐波源。
如何进行谐波治理、提高供电质量这个问题一直困扰着我们广大的设计者。
本文主要阐述了工业与民用配电系统中常遇到的谐波源及其产生的原因和危害,并提出针对性的抑制措施。
关键词:配电系统;工程设计;谐波源谐波污染;谐波抑制一、谐波治理的必要性随着现代科学技术的发展及人民生活水平的提高,电子信息设备、电力电子换流设备在工业领域大量涌现,气体放电灯、电子镇流器在工厂、公共建筑照明设计中大量应用,变频空调、电视机、计算机等家用电器的用电负荷也越来越大,使得在配电系统的工程设计中遇到越来越多的谐波源。
如何进行谐波治理、提高供电质量这个问题一直困扰着我们广大的设计者。
电力电子设备等非线性负载产生的高次谐波,增加了电力系统的无功损耗。
配电系统的合理设计、用电设备的正确选型(尤其谐波指标的确定)对于提高电能使用效率至关重要。
因此,国家对公共电网、用户配电系统均规定了谐波限值。
要求对公共电网,电力公司向用户提供的电能质量应符合《电能质量公共电网谐波》GB/T14549-1993的要求。
对用户配电系统,电力系统公共连接点(电压侧)的谐波电压(相电压)限值及全部用户向该点注入的谐波电流分量(方均根)均不能超过规定值,对不符合该规范要求的,应采取措施,直至符合该规范的要求为止。
二、常见的谐波源及其产生的原因1.基本概念交流电网中,由于许多非线性电气设备的投入运行,其电压、电流波形实际上不是完全的正弦波形,而是不同程度畸变的非正弦波形。
非正弦波通常是周期性电气分量,根据傅里叶级数分析,可分解成基波分量和具有基波分量整数倍的谐波分量。
变频器高次谐波抑制措施

变频器高次谐波抑制措施前言变频器是现代工业中普遍应用的电力调节和转换设备,尤其是在运动控制领域。
然而,使用变频器会导致高次谐波的产生,这些谐波将对设备、电网和其他设备造成负面影响,应该引起足够的重视。
因此,本文将讨论变频器高次谐波的产生及其对设备和系统的影响,并介绍抑制高次谐波的措施。
变频器高次谐波的产生变频器将交流电源转换成可调节的直流电源,然后通过逆变器将直流电源转换为可调节的交流电源。
然而,在逆变器输出的脉冲宽度调制 (PWM) 信号中,会产生频率高于基波频率的谐波。
这些谐波对设备和电网会产生不良影响,特别是在高功率和高速应用中。
变频器可能产生 5 至 40 倍于基波频率的高次谐波,这取决于 PWM 与逆变器拓扑、输出滤波器和负载的特性。
每个谐波序列可以进一步分为不同的模式,如交叉模式和共模模式。
高次谐波的不良影响高次谐波的存在将导致以下问题:1.会增加系统的噪声水平并降低通信系统的可靠性;2.在某些情况下,可能引起震动和噪声问题,从而影响系统的机械稳定性;3.可以降低电力传输系统的效率并导致能量损失;4.会纠缠和干扰其他电气设备,导致它们的失效。
因此,必须采取措施来抑制变频器产生的高次谐波。
抑制高次谐波的措施以下是抑制变频器高次谐波的措施:1. 增加输出滤波器适当的输出滤波器可以在一定程度上抑制高次谐波。
通常使用 LC 滤波器作为输出滤波器,可以削减高次谐波的幅值,最大限度地保护负载和电源。
需要注意的是,滤波器的设计需要考虑到负载的电流和逆变器的交叉模式与共模模式。
2. 采用多电平逆变器多电平逆变器是在逆变器输出增加多级电平的电源转换器。
这种拓扑结构可以有效地抑制高次谐波,使输出波形更接近正弦波,从而提高电气设备的运行效率和可靠性。
3. 采用多电平 PWM多电平 PWM 是一种抑制高次谐波的有效方法。
通过增加多个级联输出电平,可以有效消除谐波分量。
此外,使用多电平 PWM 还可以减小逆变器谐波产生的发热量,减少设备的故障率。
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高次谐波及其抑制措施
字号显示:大中小2006-05-23 09:21:47来源:电子查询网
以前,人们基本上只根据电压的幅值和周波的稳定性来衡量电能的质量。
近年来,随着工业生产的发展,尤其是冶金、化工产品的开发、电气铁道系统的不断扩大,以及电力电子技术的迅速发展,各种整流装置、频率变换装置得到广泛应用,大量的非线性负荷接入电网,使得电网电压已不是人们所想象的正弦波,而是发生了较大畸变,即产生了高次谐波。
高次谐波污染电网,会引起各种电气设备过热、振动、产生噪音甚至损坏,还会引起计量仪表失准,或导致继电保护装置误动作,造成重要的生产过程中断甚至重大事故的发生。
所以近10多年来,世界上许多国家已相继把电网电压中高次谐波的含量当作衡量电能质量的一项重要指标。
在谐波抑制技术方面,有了许多成果,由交流电抗器和电容器组成的无源滤波器国内外均已大量应用到工程保护项目中,而有源电力滤波器的初步应用实践表明这一新型的谐波抑制装置有着更为广阔的发展前景。
1 谐波及其产生
按国际上公认谐波定义为:“谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波的倍数”。
由于谐波的频率是基波频率的整数倍数,也常称它为高次谐波。
除了特殊情况外,谐波的产生主要是由于大容量电力和用电整流或换流,以及其他非线性负荷造成的。
这些电力或用电设备从电力系统中吸收的畸变电流可以分解为基波和一系列的谐波电流分量。
其谐波电流值实际上和50 Hz基波电压值和供电网的阻抗几乎无关。
因此,对大多数谐波源视作为恒流源,它们与 50 Hz 基波不同,后者一般是恒流源。
现代电力系统中发电机和变压器在正常稳态运行条件下,它们本身不会造成电网中电压或电流的较大畸变,虽然在暂态扰动时(例如系统发生短路故障时、切合空载或空载投入变压器时)以及超出其正常工作条件时(例如变压器运行在其额定工作电压以上时)将可能增大其产生的谐波含量。
系统中主要的谐波源是各种整流设备、交直流换流设备、电子电压调整设备、电弧炉、感应炉、现代工业设施为节能和控制使用各种电力电子设备、非线性负荷以及多种家用电器和照明设备等。
电气铁道机车采用的大容量单相整流供电设施,除了产生大量谐波电流外,还对三相交流供电系统产生不平衡负荷和负序电流、电压。
这些负荷都使电力系统的电压和电流产生畸变,并对电力设备和广大用户设备及通信线路产生危害或干扰影响。
值得注意的是电视机也是一个谐波源,据测试,黑白电视机的谐波总含量达基波电流的90%,而彩色电视机的谐波电流更高,达基波电流的122%,它们的单台容量虽然不大,但数量众多,且大都在同一时间投入使用,其造成的谐波危害不容忽视。
由于谐波的危害性,所以许多国家都发布了限制电网谐波的国家标准,或由权威机构制定限制谐波的规定。
世界各国所制定的谐波标准大都比较接近。
国家技术监督局于1993年发布了中华人民共和国国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》,该标准从1994年3月1日起开始实施(下面内容均引自该标准)。
表1表示各级电压波形畸变率及各次谐波电压含量的限制。
为了控制电网的谐波电压,必须限制每个谐波用户注入电网的谐波电流。
标准对谐波电流也作了限制(本文仅摘录其中部分奇次谐波限值)。
公用电网公共接地点的全部用户向该点注入的谐波电流分量(均方根值)不应超过表2中规定的允许值。
2 谐波抑制技术
抑制电力系统谐波,主要有以下两方面的措施。
(1)减少谐波源产生的谐波含量这种措施一般在工程设计中予以考虑,最有效的办法是增加整流装置的脉波数,常用于大型整流装置中。
(2)在谐波源附近安装滤波器就近吸收谐波电流,由交流电抗器和电容器组成的无源滤波器国内外已大量应用到工程实际中,而有源电力滤波器的初步应用实践表明这一新型的谐波抑制装置有着更为广阔的发展前景。
无源滤波器利用电路的谐振原理,即当发生对某次谐波的谐振时,装置对该次谐波形成低阻通路,而达到滤波的目的。
在结构上它是由电力电容器、电抗器和电阻经适当组合而成,运行中与谐波源并联,除起滤波外还兼顾无功补偿的需要。
无源滤波器结构简单,造价低,运行费用也低,在吸收高次谐波方面效果明显。
但由于其结构原理上的原因,在应用中也存在着一些难以克服的缺点:
①抑制较低次谐波的单调谐滤波器只对调谐点的谐波效果明显,而对偏离调谐点的谐波无明显效果,而实际工程设计时考虑设计投资又不可能靠增加滤波器的方法解决。
②当系统中谐波电流增大时,无源滤波器可能过载,甚至损坏设备。
而且滤波效果随系统运行情况而变化,当系统阻抗和频率波动时,滤波效果变差。
③当系统阻抗和频率变化时,可能与系统发生并联谐振,使装置无法运行,甚至使整个滤波系统无法正常运行。
例如1978年底建成的武钢1700 mm热轧带钢厂成套引进工程,在设备试运行期间就曾发生过精轧主传动装置与3次谐波滤波器谐振的事故百余次。
国内外的设计研究人员均注意到无源滤波器设计和运行中存在的问题,虽然采取了一系列的措施,但因无源滤波器在原理上带来无法克服的缺点,有必要采用其他滤波方式来抑制谐波,有源滤波器就是一种新型的谐波抑制装置。
有源电力滤波器的工作原理的整体构成如图1所示。
图1中的检测及控制电路对负载电流进行检测,分离出谐波及基波无功部分,用以控制主电路输出相应的补偿电流。
而负载电流il按傅里叶级数展开为:
式中,i1q为基波有功电流;i1q为基波无功电流;ih为高次谐波电流。
θl是基波电流初相位,θn为n次谐波初相位。
在图1中,il=is+ic即负载电流由系统电源电流is和有源滤波器输出的电流ic共同提供,如果控制有源电力滤波器的输出电流,使ic=i h,则系统电源中就只需供给基波电流(有功与无功)了,即is=i1q+i1q,从而达到抑制谐波目的。
简单说,有源电力滤波器只要产生一个与负载谐波幅值相等,相位相同(在图示参考方向下,若取is和il参考方向和图中相反,ic参考方向与图中相同,则相位相反)的电流注入谐波源,即可将谐波抵消掉,使之不会流入系统电源。
由上述分析我们还可知,有源电力滤波器还可同时补偿无功功率,这时只需使ic=ih+i1q,则is=i1q,即系统电源中就只需供给负载电流中的基波有功电流,这样图1中的i s 就是补偿了谐波和基波无功电流后的系统电源供给的电流。
3 高次谐波和无功电流的检测及控制
有源滤波器的效果如何,取决于如下3个方面:
(1) 高次谐波和无功电流的正确检测;
(2) 补偿电流的控制方案;
(3) 主电路的结构。
要使滤波器有很好的滤波效果,第一步我们必须正确检测出高次谐波和无功电流,如果这一步都做不好的话,下面的设计就无从谈起。
现在的检测法主要有3种:
(1) 频率分析法该方法利用快速傅里叶变换,把负载电流中欲抵消的分量检出,再合成总的补偿电流。
这种方法运算量相当大,当谐波的次数较高,微机的适时计算有困难,难以满足准确、实时性的要求。
(2) 瞬时无功功率理论基于瞬时无功功率理论的电流检测法理论比较成熟,如图2所示,它采用p-q法,将三相瞬时电压和电流变换到二相正交的α-β坐标上,得到二相瞬时电压和瞬时电流,然后根据定义得到瞬时有功功率p和瞬时无功功率q,再经过滤波器,滤波器可用高通滤波器,让高次谐波通过,而抑制基波部分,也可以用低通滤波器从瞬时功率中取出基波有功成分,把它变换成三相基波电流,再用三相负载电流减去这三相基波电流,再经反变换即得三相补偿电流。
此种方法优点是能快速跟踪补偿电流,进行适时补偿,缺点是成本高,系统损耗大,特别当补偿谐波次数较高时,需要较高的PWM控制开关频率。
(3) 自适应用检测法、预测检测法、基于滑模原理的方法等。
以上是检测电流的方法,电流检测出后,我们还必须对补偿电流进行控制,它也有3种控制方法,这3种方法各有优劣。
(1)滞环控制可获得较好的控制性能,兼有快速响应,开关频率不太高和简单易行的特点,被广泛使用。
(2)三角波载波线性控制利用一个三角波和高次谐波比较从而得到不同时刻逆变器的开
关状态。
此方法的响应速度快,缺点是开关频率不固定且较高,产生噪声和造成较大的开关损耗及高频失真。
(3)无差拍控制是一种在电流滞环比较控制技术基础上发展起来的全数字化控制技术。
该方法利用前一时刻的补偿电流参考值和实际值,计算出下一时刻的电流参考值及各种开关状态下逆变器电流输出值,选择某种开关模式作为下一时刻的开关状态,从而达到电流误差等于零的目标。
该方法的优点是能够快速响应电流的突然变化;缺点是计算量大,而且对系统参数依赖性较大。
随着高速DSP(数字信号处理机)芯片的应用,近年来不断有新的改进方法出现。
4 结语
电力系统中的谐波“污染”已经十分的严重,日本作为电力电子技术最发达的国家,有源电力滤波器已经到了普及应用阶段。
在我们国家,现在很多的大学和科研机构都在进行谐波抑制技术方面的研究,已经取得了很大的进展。
相信在不久的将来,我们也会开发出适合我国国情的谐波抑制装置。
参考文献
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4王晓毛.基于DSP有源电力滤波器的研究.广东工业大学硕士学位论文,2000
5赤木教授.有源电力滤波器全数字控制系统的调试要点.冯垛生译.(日)东京工业大学,2002。