現代工業技術之發展,制造行業的(de)電力系統中電力電子(zǐ)裝置應用日益廣泛,各種非線性電子(zǐ)設備裝置例如(rú)變頻器、整流器、以及各種開關電源等的(de)大規模運用,雖然完善了現代工業自(zì)動控制的(de)技術,同時亦産生了大量的(de)諧波幹擾電網。其中變頻器在各個生産行業中應用極為(wèi)廣泛。
與傳統直流調速相比而言,變頻器可(kě)以完美實現交流電動機的(de)無級調速,滿足了生産工藝過程對電機調速控制的(de)要求,以提高(gāo)産品的(de)=産量和(hé)質量,又可(kě)大幅度節約能源,降低(dī)生産成本。但是不論是直流調速還是交流調速技術,其電氣設計中均采用了整流電路,給系統帶來了嚴重的(de)諧波污染。
典型負載
制造行業中運用了大量的(de)自(zì)動化流水線,含有大量的(de)非線性負載,會産生大量的(de)諧波并注入電網,電能質量大幅下降,影響設備的(de)正常運行。
諧波對制造行業供電系統的(de)危害
(1)對于變壓器,諧波電流可(kě)導緻銅損和(hé)雜散損耗增加,諧波電壓則會增加鐵損。
(2)諧波電流的(de)發熱作用大于有效值相等的(de)工頻電流,諧波含量較高(gāo)的(de)電流能使斷路器的(de)開斷能力降低(dī),加大了斷路器容量的(de)配置。諧波還會使低(dī)壓配電系統低(dī)壓進線櫃的(de)電壓保護由于相位變化而誤動或拒動。
(3)在電力系統中,因為(wèi)趨膚效應,高(gāo)的(de)諧波頻率增加了導線的(de)諧波電阻。因此諧波電流會增加線路損耗,并降低(dī)線路的(de)傳輸能力。此外諧波還可(kě)能引起浸漬絕緣局部放電,加速電纜絕緣老化,縮短(duǎn)電纜的(de)使用壽命。
(4)如(rú)果加于電度表的(de)電壓、電流的(de)波形為(wèi)非正弦波,使工作磁通的(de)波形變為(wèi)非正弦波,任何非正弦波均可(kě)分解為(wèi)一(yī)系列高(gāo)次諧波,同頻高(gāo)次諧波磁通之間相互作用會産生附加力矩,因而引起附加誤差,甚至造成計量混亂。
(5)諧波的(de)存在,會使控制設備損壞或出現誤動作的(de)幾率大大增加。電力電子(zǐ)設備對供電電壓的(de)諧波畸變很敏感,如(rú)可(kě)編程控制器(PLC),在較高(gāo)的(de)畸變量可(kě)導緻控制設備誤動作,進而造成生産或運行中斷,導緻更大的(de)經濟損失。
(6)對于諧波污染的(de)負載,一(yī)旦在生産過程中,出現誤跳閘,可(kě)能造成電腦的(de)數據丢失,輕則造成一(yī)定的(de)經濟損失,重則導緻全部數據癱瘓,由于諧波電流的(de)影響将會帶來非常惡劣的(de)影響。
制造行業電能質量治理(lǐ)解決方案
1.利用APF治理(lǐ)諧波
制造行業負載中含有變頻器,整流器及開關電源燈,都是典型的(de)諧波源,會嚴重影響電力系統穩定性。針對制造行業電網諧波現狀,治理(lǐ)諧波的(de)最佳解決方案是采用有源濾波技術,一(yī)般而言,有源電力濾波裝置(受控電流源)與一(yī)個産生諧波的(de)負荷并聯連接,該受控電流源産生與負荷的(de)諧波電流大小相同相位相反的(de)補償電流,以此來消除負荷産生的(de)諧波對配電網的(de)影響。
APF選型:
有源電力濾波裝置的(de)設計容量=運行電流*電流畸變率
注:為(wèi)了使補償效果更佳,一(yī)般留有裕量,因此一(yī)般在計算容量乘以1.2作為(wèi)最後的(de)配置容量。
2.項目配置方案
設備名稱:
有源電力濾波裝置
安裝位置:負載進線斷路器下端
治理(lǐ)方式:集中治理(lǐ)
解決問題:濾除諧波電流,提高(gāo)供電系統可(kě)靠性。
總結:
杭州水杉科技生産的(de)
有源電力濾波裝置投入使用後不僅可(kě)以保證制造行業的(de)諧波電流下降幅度非常明顯而且可(kě)以提高(gāo)現場的(de)功率因數,在容量足夠的(de)情況下,現場的(de)電流畸變率将會由23%下降至5%左右。