有源濾波技術(shù)在煙草供電系統(tǒng)中的應(yīng)用
1、概述
隨著煙草行業(yè)的飛速發(fā)展，設(shè)備技術(shù)改造接踵而來，業(yè)內(nèi)已開始把節(jié)能減排作為重點(diǎn)工作全面啟動(dòng)并實(shí)施。某煙廠在新完成的技術(shù)改造項(xiàng)目中，控制設(shè)備采用了大量的變頻器設(shè)備。變頻器通過調(diào)節(jié)電機(jī)電壓幅值、頻率，有效的降低了電機(jī)功耗，從而減少了電能損耗。但與此同時(shí)，由于變頻器中要進(jìn)行大功率二極管整流、大功率IGBT逆變，在輸入輸出回路會(huì)產(chǎn)生電流高次諧波，進(jìn)而干擾供電系統(tǒng)、負(fù)載及其它鄰近電器設(shè)備。
2、變頻器諧波產(chǎn)生的原因
變頻器在具備方便、高效和巨大利益的同時(shí)，也對(duì)電網(wǎng)注入了大量的諧波和無功功率，使電能質(zhì)量不斷的惡化。隨著以計(jì)算機(jī)為代表的大量敏感設(shè)備的普及應(yīng)用，人們對(duì)公用電網(wǎng)的供電質(zhì)量要求越來越高。由于變頻器大量使用了晶扎管等非線性電力電子元件， 且無論采用哪種整流方式， 變頻器從電網(wǎng)中吸取能量的方式均不是連續(xù)的正弦波， 而是以脈動(dòng)的斷續(xù)方式向電網(wǎng)索取電流，這種脈動(dòng)電流和電網(wǎng)的沿路阻抗共同形成脈動(dòng)電壓降疊加在電網(wǎng)的電壓上，使電壓發(fā)生畸變，經(jīng)傅里葉分析可知，這種非同期正弦波電流是由于頻率相同的基波和頻率大于基波頻率的諧波組成。
3、諧波的危害
某煙廠在使用變頻器的同時(shí)也產(chǎn)生了諧波電壓和諧波電流，對(duì)配電系統(tǒng)造成極大的污染，不僅惡化了電網(wǎng)電能質(zhì)量，并對(duì)各種用電設(shè)備也造成了一定的危害：
?。?）使電力元件附加損耗加大，易引發(fā)火災(zāi)。
諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率。大量三次諧波流過中線會(huì)使線路過熱，甚至引起火災(zāi)。
?。?）影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。
諧波會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作，使電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)和噪聲等，使變壓器局部嚴(yán)重過熱，使電容器、電纜等設(shè)備過熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞。
?。?）引起電網(wǎng)諧振。
這種諧振可能使諧波電流放大幾倍甚至數(shù)十倍，會(huì)對(duì)系統(tǒng)，特別是對(duì)電容器和與之串聯(lián)的電抗器形成很大的威脅，經(jīng)常使電容器和電抗器燒毀。
?。?）使繼電保護(hù)誤動(dòng)作，電氣測(cè)量誤差過大。
諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)，特別是微機(jī)綜合保護(hù)器與自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，造成不必要的供電中斷和生產(chǎn)損失；諧波還會(huì)使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確，產(chǎn)生計(jì)量誤差，給用電管理部門或電力用戶帶來經(jīng)濟(jì)損失。
?。?）使工控系統(tǒng)崩潰。
臨近的諧波源或較高次諧波會(huì)對(duì)通信及信息處理設(shè)備產(chǎn)生干擾，輕則產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量，計(jì)算機(jī)無法正常工作；重則導(dǎo)致信息丟失，使工控系統(tǒng)崩潰。
隨著煙草行業(yè)的飛速發(fā)展，設(shè)備技術(shù)改造接踵而來，業(yè)內(nèi)已開始把節(jié)能減排作為重點(diǎn)工作全面啟動(dòng)并實(shí)施。某煙廠在新完成的技術(shù)改造項(xiàng)目中，控制設(shè)備采用了大量的變頻器設(shè)備。變頻器通過調(diào)節(jié)電機(jī)電壓幅值、頻率，有效的降低了電機(jī)功耗，從而減少了電能損耗。但與此同時(shí)，由于變頻器中要進(jìn)行大功率二極管整流、大功率IGBT逆變，在輸入輸出回路會(huì)產(chǎn)生電流高次諧波，進(jìn)而干擾供電系統(tǒng)、負(fù)載及其它鄰近電器設(shè)備。
2、變頻器諧波產(chǎn)生的原因
變頻器在具備方便、高效和巨大利益的同時(shí)，也對(duì)電網(wǎng)注入了大量的諧波和無功功率，使電能質(zhì)量不斷的惡化。隨著以計(jì)算機(jī)為代表的大量敏感設(shè)備的普及應(yīng)用，人們對(duì)公用電網(wǎng)的供電質(zhì)量要求越來越高。由于變頻器大量使用了晶扎管等非線性電力電子元件， 且無論采用哪種整流方式， 變頻器從電網(wǎng)中吸取能量的方式均不是連續(xù)的正弦波， 而是以脈動(dòng)的斷續(xù)方式向電網(wǎng)索取電流，這種脈動(dòng)電流和電網(wǎng)的沿路阻抗共同形成脈動(dòng)電壓降疊加在電網(wǎng)的電壓上，使電壓發(fā)生畸變，經(jīng)傅里葉分析可知，這種非同期正弦波電流是由于頻率相同的基波和頻率大于基波頻率的諧波組成。
3、諧波的危害
某煙廠在使用變頻器的同時(shí)也產(chǎn)生了諧波電壓和諧波電流，對(duì)配電系統(tǒng)造成極大的污染，不僅惡化了電網(wǎng)電能質(zhì)量，并對(duì)各種用電設(shè)備也造成了一定的危害：
?。?）使電力元件附加損耗加大，易引發(fā)火災(zāi)。
諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率。大量三次諧波流過中線會(huì)使線路過熱，甚至引起火災(zāi)。
?。?）影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。
諧波會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作，使電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)和噪聲等，使變壓器局部嚴(yán)重過熱，使電容器、電纜等設(shè)備過熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞。
?。?）引起電網(wǎng)諧振。
這種諧振可能使諧波電流放大幾倍甚至數(shù)十倍，會(huì)對(duì)系統(tǒng)，特別是對(duì)電容器和與之串聯(lián)的電抗器形成很大的威脅，經(jīng)常使電容器和電抗器燒毀。
?。?）使繼電保護(hù)誤動(dòng)作，電氣測(cè)量誤差過大。
諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)，特別是微機(jī)綜合保護(hù)器與自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，造成不必要的供電中斷和生產(chǎn)損失；諧波還會(huì)使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確，產(chǎn)生計(jì)量誤差，給用電管理部門或電力用戶帶來經(jīng)濟(jì)損失。
?。?）使工控系統(tǒng)崩潰。
臨近的諧波源或較高次諧波會(huì)對(duì)通信及信息處理設(shè)備產(chǎn)生干擾，輕則產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量，計(jì)算機(jī)無法正常工作；重則導(dǎo)致信息丟失，使工控系統(tǒng)崩潰。
本文標(biāo)簽：有源濾波技術(shù)在煙草供電系統(tǒng)中的應(yīng)用
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