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SOLUTION 解決方案
電源諧波抑制問(wèn)題

近年來(lái),隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。一方面開(kāi)關(guān)電源正朝著高可靠性和小型化的方向發(fā)展;另一方面,電力電子裝置本身的功率容量和功率密度也在不斷提高,比如智能電焊機(jī)、光伏發(fā)電、變頻器、伺服控制系統(tǒng)等等,而開(kāi)關(guān)電源中的大功率開(kāi)關(guān)管在高頻的開(kāi)、關(guān)運(yùn)行時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生高次諧波和電磁干擾,注入到電網(wǎng)中,危及電網(wǎng)和系統(tǒng)本身的穩(wěn)定?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外抑制諧波的方法主要有無(wú)源濾波和有源濾波兩種方式,國(guó)內(nèi)外對(duì)諧波的分析和抑制都有相當(dāng)多的文獻(xiàn)報(bào)道,特別是對(duì)有源濾波器的研究。雖然有源濾波器在理論上濾波效果較好,但由于其技術(shù)復(fù)雜、成本較高,目前實(shí)際應(yīng)用比較少。在大多數(shù)情況下,抑制諧波仍然采用無(wú)源濾波的方式,無(wú)源濾波一方面可以抑制諧波,另一方面有無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>


目前諧波已經(jīng)成為開(kāi)關(guān)電源與電子系統(tǒng)能否在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)正常可靠運(yùn)行的主要障礙之一。歐美國(guó)家在1996年已制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并強(qiáng)制嚴(yán)格執(zhí)行,不符合其標(biāo)準(zhǔn)的電氣產(chǎn)品不準(zhǔn)進(jìn)入市場(chǎng)。我國(guó)也在2003年制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),并在少數(shù)城市實(shí)行了對(duì)用戶諧波含量超標(biāo)進(jìn)行一定處罰的制度,因此對(duì)開(kāi)關(guān)電源諧波的研究目前顯得尤為重要。


1、諧波對(duì)電力系統(tǒng)的危害主要有:


(1)對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生附加功率損耗和發(fā)熱,并可能引起振動(dòng)。


(2)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償電容器組引起諧振或諧波電流的放大,導(dǎo)致電容器因過(guò)負(fù)荷或過(guò)電壓而損壞;對(duì)電力電纜也會(huì)造成過(guò)負(fù)荷或過(guò)電壓擊穿。


(3)增加電網(wǎng)的損耗。當(dāng)發(fā)生諧振或放大時(shí)損耗可達(dá)到相當(dāng)大的程度。


(4)對(duì)繼電保護(hù)、自動(dòng)控制裝置、信息機(jī)造成誤動(dòng)作和干擾。


(5)諧波增加電度表本身的誤差,用戶既吸收基波無(wú)功又吸收諧波功率。


2、電源諧波的抑制方法


開(kāi)關(guān)電源諧波的抑制可分為預(yù)防性和補(bǔ)救性兩類(lèi)。預(yù)防性是在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求用有效的過(guò)程和方法來(lái)控制開(kāi)關(guān)管,但是無(wú)論用何種先進(jìn)的控制策略,諧波成分是不可避免的,補(bǔ)救性的解決方法是為了克服系統(tǒng)已經(jīng)存在諧波成分所采用的技術(shù),目前所用辦法是用濾波器(無(wú)源濾波器、有源濾波器),有源濾波器在國(guó)內(nèi)外有相當(dāng)多的文獻(xiàn)從理想的角度去研究,但是在實(shí)際應(yīng)用中是非常困難的,比如系統(tǒng)諧波含量的檢測(cè)、抵消諧波含量的多少、實(shí)時(shí)性并且有源濾波器又有開(kāi)關(guān)器件其自身又產(chǎn)生諧波等等,因此從制作成本和控制方法看無(wú)源濾波器是非常適用的,在設(shè)計(jì)時(shí)考慮一定的裕量,可以設(shè)計(jì)為較通用的濾波裝置。