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影響諧波電壓的因素有哪些?

來源:江蘇安科瑞電器制造有限公司   2022年06月06日 16:31  

概述

我們知道諧波電流本身并不會對電氣電子設(shè)備產(chǎn)生影響,諧波電壓是導(dǎo)致用電設(shè)備誤動作、測量儀器精度降低和電動機(jī)抖動和過熱等現(xiàn)象的主要原因。負(fù)載從電網(wǎng)中吸取諧波電流導(dǎo)致了原本純凈的電網(wǎng)電壓中包含了諧波電壓,那么除了諧波電流以外還有什么因素影響著諧波電壓呢,今天我們一起來討論。

配電網(wǎng)絡(luò)影響諧波電壓的因素

配電網(wǎng)絡(luò)中除了負(fù)載自身的阻抗,配電線路和變壓器同樣存在著阻抗。當(dāng)諧波電流流經(jīng)這些阻抗時(shí)就在線路兩端產(chǎn)生了諧波電壓。

我們通過構(gòu)建一個(gè)簡易的配電線路模型來尋找其影響諧波電壓的因素。由于線路和變壓器的分布電容過小,我們忽略不計(jì)。



根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)模型得出其阻抗的代數(shù)表達(dá)式:



通過分析我們可以得出:

1.當(dāng)變壓器容量越小時(shí),內(nèi)阻越大,那么同樣的諧波電流產(chǎn)生的諧波電壓也會更大;當(dāng)負(fù)載距離變壓器越遠(yuǎn),線路的阻抗也就越大,同樣的諧波電流產(chǎn)生的諧波電壓也就越大。

2. 配電線路對于不同頻率的諧波具有不同的阻抗值,諧波的次數(shù)越高阻抗值越大。因此當(dāng)線路中有諧波電流流過時(shí),頻率越高的諧波電流呈現(xiàn)出更高的阻抗。

小知識

根據(jù)電阻定律,當(dāng)溫度不變時(shí),導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度L成正比,與導(dǎo)體的截面積S成反比。 變壓器的容量越大,那么它的繞組線圈就要做的越粗,那么導(dǎo)體的截面積也就越大。因此變壓器容量越大,內(nèi)阻越小。



應(yīng)急供電系統(tǒng)影響諧波電壓的因素

需要24小時(shí)供電的場所,如醫(yī)院,機(jī)場等行業(yè),為了確保通訊等系統(tǒng)不間斷運(yùn)行,需要應(yīng)急供電系統(tǒng)。但往往由應(yīng)急電源供電時(shí),這些系統(tǒng)都會出現(xiàn)工作異常的情況。因?yàn)橐话悴裼桶l(fā)電機(jī)和UPS電源是這些應(yīng)急供電系統(tǒng)的供電電源,這些電源的內(nèi)阻很大,當(dāng)諧波電流從中流過時(shí),會產(chǎn)生比電網(wǎng)電壓供電時(shí)更大的諧波電壓。因此應(yīng)用應(yīng)急供電系統(tǒng)的場所,對諧波的治理顯得更加重要。

在線路中諧波電流不變的前提下,變壓器容量越小、負(fù)載與變壓器的距離越長均會使線路中的諧波電流產(chǎn)生更高的諧波電壓,同樣應(yīng)急配電系統(tǒng)的使用也會增加電壓畸變率。這些過高的諧波電壓雖然都是因?yàn)榫€路或設(shè)備自身阻抗過大導(dǎo)致的,但歸根結(jié)底還是因?yàn)橹C波電流從中流過產(chǎn)生的。因此解決諧波電流的產(chǎn)生,才能解決諧波導(dǎo)致的各種問題。

目前安科瑞電能質(zhì)量團(tuán)隊(duì)同樣也從治理諧波電流入手,致力于解決電網(wǎng)波形的畸變率,為用戶設(shè)備提供純凈的交流電服務(wù)。


有源濾波器產(chǎn)品介紹



模塊式有源濾波器

ANAPF有源濾波器治理裝置通過外接電流互感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測負(fù)載電流,并通過內(nèi)部集成芯片計(jì)算,提取出 負(fù)載電流的諧波成分,然后通過調(diào)制波形發(fā)送給驅(qū)動器件,通過驅(qū)動器件產(chǎn)生一個(gè)和負(fù)載電流大小相等、方向相反的電流注入到電網(wǎng)中補(bǔ)償諧波電流,實(shí)現(xiàn)濾波功能。


ANAPF有源濾波器技術(shù)參數(shù)

ANAPF技術(shù)參數(shù)


額定電壓380V±15%響應(yīng)時(shí)間*響應(yīng)時(shí)間≤10ms
額定頻率50Hz±2%補(bǔ)償方式線性補(bǔ)償
自身損耗≤2.5%功能設(shè)置只補(bǔ)償諧波,只補(bǔ)償無功,既補(bǔ)償諧波又補(bǔ)償無功
效率≥97.5%諧波補(bǔ)償次數(shù)2-51次(全部補(bǔ)償或次數(shù)補(bǔ)償)
總諧波補(bǔ)償率≥95%保護(hù)類型過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過溫保護(hù)等
平均開關(guān)頻率20kHz冷卻方式強(qiáng)制風(fēng)冷
噪音≤65dB安裝場合室內(nèi)安裝
防護(hù)等級IP20通訊接口RS485/以太網(wǎng)
海拔高度≤1000m安裝方式立柜式、壁掛式、抽屜式

ANAPF有源濾波器治理上圖方案舉例



ANSVC+ANAPF組合方案



ANSVG+ANAPF組合方案


影響諧波電壓的因素

概述

我們知道諧波電流本身并不會對電氣電子設(shè)備產(chǎn)生影響,諧波電壓是導(dǎo)致用電設(shè)備誤動作、測量儀器精度降低和電動機(jī)抖動和過熱等現(xiàn)象的主要原因。負(fù)載從電網(wǎng)中吸取諧波電流導(dǎo)致了原本純凈的電網(wǎng)電壓中包含了諧波電壓,那么除了諧波電流以外還有什么因素影響著諧波電壓呢,今天我們一起來討論。

配電網(wǎng)絡(luò)影響諧波電壓的因素

配電網(wǎng)絡(luò)中除了負(fù)載自身的阻抗,配電線路和變壓器同樣存在著阻抗。當(dāng)諧波電流流經(jīng)這些阻抗時(shí)就在線路兩端產(chǎn)生了諧波電壓。

我們通過構(gòu)建一個(gè)簡易的配電線路模型來尋找其影響諧波電壓的因素。由于線路和變壓器的分布電容過小,我們忽略不計(jì)。



根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)模型得出其阻抗的代數(shù)表達(dá)式:



通過分析我們可以得出:

1.當(dāng)變壓器容量越小時(shí),內(nèi)阻越大,那么同樣的諧波電流產(chǎn)生的諧波電壓也會更大;當(dāng)負(fù)載距離變壓器越遠(yuǎn),線路的阻抗也就越大,同樣的諧波電流產(chǎn)生的諧波電壓也就越大。

2. 配電線路對于不同頻率的諧波具有不同的阻抗值,諧波的次數(shù)越高阻抗值越大。因此當(dāng)線路中有諧波電流流過時(shí),頻率越高的諧波電流呈現(xiàn)出更高的阻抗。

小知識

根據(jù)電阻定律,當(dāng)溫度不變時(shí),導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度L成正比,與導(dǎo)體的截面積S成反比。 變壓器的容量越大,那么它的繞組線圈就要做的越粗,那么導(dǎo)體的截面積也就越大。因此變壓器容量越大,內(nèi)阻越小。



應(yīng)急供電系統(tǒng)影響諧波電壓的因素

需要24小時(shí)供電的場所,如醫(yī)院,機(jī)場等行業(yè),為了確保通訊等系統(tǒng)不間斷運(yùn)行,需要應(yīng)急供電系統(tǒng)。但往往由應(yīng)急電源供電時(shí),這些系統(tǒng)都會出現(xiàn)工作異常的情況。因?yàn)橐话悴裼桶l(fā)電機(jī)和UPS電源是這些應(yīng)急供電系統(tǒng)的供電電源,這些電源的內(nèi)阻很大,當(dāng)諧波電流從中流過時(shí),會產(chǎn)生比電網(wǎng)電壓供電時(shí)更大的諧波電壓。因此應(yīng)用應(yīng)急供電系統(tǒng)的場所,對諧波的治理顯得更加重要。

在線路中諧波電流不變的前提下,變壓器容量越小、負(fù)載與變壓器的距離越長均會使線路中的諧波電流產(chǎn)生更高的諧波電壓,同樣應(yīng)急配電系統(tǒng)的使用也會增加電壓畸變率。這些過高的諧波電壓雖然都是因?yàn)榫€路或設(shè)備自身阻抗過大導(dǎo)致的,但歸根結(jié)底還是因?yàn)橹C波電流從中流過產(chǎn)生的。因此解決諧波電流的產(chǎn)生,才能解決諧波導(dǎo)致的各種問題。

目前安科瑞電能質(zhì)量團(tuán)隊(duì)同樣也從治理諧波電流入手,致力于解決電網(wǎng)波形的畸變率,為用戶設(shè)備提供純凈的交流電服務(wù)。


有源濾波器產(chǎn)品介紹



模塊式有源濾波器

ANAPF有源濾波器治理裝置通過外接電流互感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測負(fù)載電流,并通過內(nèi)部集成芯片計(jì)算,提取出 負(fù)載電流的諧波成分,然后通過調(diào)制波形發(fā)送給驅(qū)動器件,通過驅(qū)動器件產(chǎn)生一個(gè)和負(fù)載電流大小相等、方向相反的電流注入到電網(wǎng)中補(bǔ)償諧波電流,實(shí)現(xiàn)濾波功能。


ANAPF有源濾波器技術(shù)參數(shù)

ANAPF技術(shù)參數(shù)


額定電壓380V±15%響應(yīng)時(shí)間*響應(yīng)時(shí)間≤10ms
額定頻率50Hz±2%補(bǔ)償方式線性補(bǔ)償
自身損耗≤2.5%功能設(shè)置只補(bǔ)償諧波,只補(bǔ)償無功,既補(bǔ)償諧波又補(bǔ)償無功
效率≥97.5%諧波補(bǔ)償次數(shù)2-51次(全部補(bǔ)償或次數(shù)補(bǔ)償)
總諧波補(bǔ)償率≥95%保護(hù)類型過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過溫保護(hù)等
平均開關(guān)頻率20kHz冷卻方式強(qiáng)制風(fēng)冷
噪音≤65dB安裝場合室內(nèi)安裝
防護(hù)等級IP20通訊接口RS485/以太網(wǎng)
海拔高度≤1000m安裝方式立柜式、壁掛式、抽屜式

ANAPF有源濾波器治理上圖方案舉例



ANSVC+ANAPF組合方案



ANSVG+ANAPF組合方案





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