直流電源諧波干擾的危害及治理
2017-5-2 22:31:15??????點擊：
一、直流電源諧波出現(xiàn)的疑問
拿示波器看看，線性直流電源簡略整流濾波后的帶載時的波形，也很壯麗。負載越重，鋸齒波越大。諧波頻率與基波頻率的比值(n=fn/f1) 稱為諧波次數(shù)。以TL494為核心制作的數(shù)十元開關(guān)電源,改成可調(diào)后達類似線性電源的效果。以目前技術(shù)水平是很難忘完全去除干擾的.就是拿到美國讓頂尖科學家去弄,也不能根除.電網(wǎng)中有時也存在非整數(shù)倍諧波，稱為非諧波(Non-harmonics)或分數(shù)諧波。諧波實際上是一種 攪擾量，使電網(wǎng)受到“污染”，電能質(zhì)量下降。電工技術(shù)領(lǐng)域首要研討諧波的發(fā)作、傳輸、丈量、損害及按捺，其頻率規(guī)模一般 為2≤n≤40。
二、諧波損害
關(guān)于電力體系來說，電力諧波的損害首要體現(xiàn)有以下幾方面：
(1)添加輸、供和用電設(shè)備的額定附加損耗，使設(shè)備的溫度過熱，下降設(shè)備的利用率和經(jīng)濟效益：
(2)電力諧波對輸電線路的影響：
諧波電流使輸電線路的電能損耗添加。當寫入電網(wǎng)的諧波頻率坐落在網(wǎng)絡(luò)諧振點附近的諧振區(qū)內(nèi)時，對輸電線路和電力電纜線路會形成絕緣擊穿。
(3)電力諧波對變壓器的影響：
諧波電壓的存在添加了變壓器的磁滯損耗、渦流損耗及絕緣的電場強度，諧波電流的存在添加了銅損。對帶有非對稱性負荷的變壓器而言，會大大添加勵磁電流的諧波重量。
(4) 電力諧波對電力電容器的影響：
富含電力諧波的電壓加在電容器兩頭時，因為電容器對電力諧波阻抗很小，諧波電流疊加在電容器的基波上，使電容器電流變大，溫度添加，壽數(shù)縮短，導致電容器過負荷甚至爆破，一起諧波還可能與電容器一起在電網(wǎng)中形成電力諧波諧振，使毛病加重。
(5)影響繼電保護和自動設(shè)備的作業(yè)可靠性：
格外關(guān)于電磁式繼電器來說，電力諧波常會導致繼電保護及自動設(shè)備誤動或拒動，使其動作失掉選擇性，可靠性下降，簡略形成體系事故，嚴峻要挾電力體系的安全運轉(zhuǎn)。
(6)對通訊體系作業(yè)發(fā)作攪擾：
電力線路上流過的幅值較大的奇次低頻諧波電流經(jīng)過磁場耦合時，會在附近電力線的通訊線路中發(fā)作攪擾電壓，攪擾通訊體系的作業(yè)，影響通訊線路通話的清晰度，甚至在極點的情況下，還會要挾著通訊設(shè)備和人員的安全。
(7)對穩(wěn)壓電源設(shè)備的影響：
電力諧波會使電視機、核算機的圖形畸變，畫面亮度發(fā)作動搖改變，并使機內(nèi)的元件溫度呈現(xiàn)過熱，使核算機及數(shù)據(jù)處理體系呈現(xiàn)過錯，嚴峻甚至損害機器。
此外，電力諧波還會對丈量和計量儀器的指示不準確及整流設(shè)備等發(fā)作不良影響，它現(xiàn)已成為當時電力體系中影響電能質(zhì)量的大公害。
三、諧波是怎么出現(xiàn)的及過程
向共用電網(wǎng)寫入諧波電流或在共用電網(wǎng)上發(fā)作諧波電壓的電氣設(shè)備稱為諧波源。廠里面下料看訂單，訂單來了才知道是歐標、美標還是國標，標準不同下料也是不同的。反過來我們局外人可以這樣子理解：也許國標普通應(yīng)用對輸出波紋和對電網(wǎng)干擾要求低呢，具有非線性特性的電氣設(shè)備是首要的諧波源，例如帶有功率電子器件的變流設(shè)備，交流控制器和電弧爐、感應(yīng)爐、熒光燈、變壓器等。
諧波發(fā)作的根本原因是因為非線性負載所致。當電流流經(jīng)負載時，與所加的電壓不呈線性聯(lián)系，就形成非正弦電流，然后發(fā)作諧波。
諧波頻率是基波頻率的整倍數(shù)，依據(jù)法國數(shù)學家傅立葉(M.Fourier)剖析原理證實，任何重復的波形都能夠分解為富含基波頻率和一系列為基波倍數(shù)的諧波的正弦波重量。諧波是正弦波，每個諧波都具有不一樣的頻率、起伏與相角。諧波能夠區(qū)分為偶次與奇次諧波。在平衡的三相體系中，因為對稱聯(lián)系，偶次諧波現(xiàn)已被消除了，只有奇次諧波存在，奇次諧波導致的損害比偶次諧波更多更大。中國工業(yè)企業(yè)也不斷添加的運用發(fā)作諧波的電氣設(shè)備，例如晶閘管電路供電的直流提升機、交-交變頻設(shè)備、軋鋼機直流傳動設(shè)備、晶閘管串級調(diào)速的風機水泵和鍛煉電弧爐等。這些設(shè)備取用的電流對錯正弦形的，其諧波重量使體系正弦電壓發(fā)作畸變。諧波電流的量取決于諧波源設(shè)備自身的特性及其作業(yè)狀況，而與電網(wǎng)參數(shù)無關(guān)，故可視為恒流源。 各種晶閘管電路發(fā)作的諧波次數(shù)與其電路方法有關(guān)，稱為該電路的特征諧波。除特征諧波外，在三相電壓不平衡，觸發(fā)脈沖不對稱或非安穩(wěn)作業(yè)狀態(tài)下，上述電路還會發(fā)作非特征諧波。進行諧波剖析和核算最有含義的是特征諧波，假如5，7，11，13次等。如直流側(cè)電流波紋較大，則5次諧波幅值將增大，其他各次諧波幅值將削減。 當電網(wǎng)接有多個諧波源時，因為各諧波源的同次諧波電流重量的相位不一樣，其和將小于各重量的算術(shù)和。 變壓器激磁電流中富含3，5，7等各次諧波重量。因為變壓器的原副邊繞組中總有一組為角形接法，為3次諧波供給了通路，故3次諧波電流不流入電網(wǎng)。但當各相激磁電流不平衡時，可使3次諧波的殘余重量(最多可達20%)進入電網(wǎng)。
四、諧波處理
管理諧波疑問，按捺輻射攪擾和供電體系攪擾，可采納屏蔽、阻隔、接地及濾波等技術(shù)手段。在后面加上穩(wěn)壓濾波電路，波紋可抑制得很小，如果在穩(wěn)壓直流電源的輸出后加一級穩(wěn)壓濾波電路或也有好效果，管理諧波的首要辦法有：加大體系短路容量;進步供電電壓等級;添加變流設(shè)備的脈動數(shù);改進體系的運轉(zhuǎn)方法，設(shè)置交流濾波器等都能減小體系中的諧波成分。交流濾波器又分為無源濾波器和有源濾波器兩種。有源濾波器是一種向體系寫入抵償諧波電流，以抵消非線性負荷所發(fā)作的諧波電流的能動式濾波設(shè)備。它能對改變的諧波進行敏捷的動態(tài)盯梢抵償，且抵償特性不受體系阻抗影響。其構(gòu)造相對復雜，運轉(zhuǎn)損耗較大，設(shè)備造價高;在抵償諧波的一起，也會寫入新的諧波。無源濾波器(又稱LC濾波器)是利用LC諧振原理，人為地形成一條串聯(lián)諧振支路，為欲濾除的首要諧波供給阻抗極低的通道，使之不寫入電網(wǎng)。在后面加上穩(wěn)壓濾波電路，波紋可抑制得很小，如果在開關(guān)電源的輸出后加一級穩(wěn)壓濾波電路或也有好效果，LC濾波器構(gòu)造簡略，吸收諧波作用顯著;但僅對固有頻率的諧波有較好的抵償作用;且抵償特性受電網(wǎng)阻抗的影響很大，在特定頻率下，電網(wǎng)阻抗和LC濾波器之間可能會發(fā)作并聯(lián)諧振或許串聯(lián)諧振。最佳是用純粹直流電源供電，假如非得用交流通直流，那也僅僅用交流通直流給電池充電，然后用電池帶負載。
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