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整流設(shè)備諧波分析和治理案例

panqin888 ? 來源:panqin888 ? 作者:panqin888 ? 2022-06-20 09:19 ? 次閱讀
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01簡(jiǎn)述

各種電子設(shè)備和電子計(jì)算機(jī),都需要由穩(wěn)定的直流電源供電。通常都是將工業(yè)用的交流電經(jīng)變換來獲得所需的直流電。傳統(tǒng)的把交流電變換成穩(wěn)定的直流電的方式主要分為變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等四個(gè)過程。

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02單相整流設(shè)備諧波分析

常見的單相整流負(fù)載主要有,以電視機(jī)為代表的家用電器,特別是變頻空調(diào)、電磁爐等;節(jié)能燈、調(diào)光燈等照明設(shè)備;大尺寸的LED屏幕(采用很多開關(guān)電源并聯(lián)供電)

1、單項(xiàng)可控整流電路原理圖。

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2、單項(xiàng)可控整流電路輸入電壓和輸出電壓波形

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3、單項(xiàng)可控整流輸入電流波形(發(fā)生畸變)

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4、輸入電流波形FFT分析,主要為150HZ(3次諧波),3N次諧波。

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諧波電流在流過變壓器時(shí),會(huì)造成變壓器的損耗增加,從而導(dǎo)致變壓器的溫度過高。其中,三次諧波電流造成變壓器過熱的情況很嚴(yán)重。三次諧波還會(huì)引起跳閘、零線過熱等諸多問題。

036脈整流設(shè)備諧波分析

單向整流電路應(yīng)用在負(fù)載功率需求較小的場(chǎng)合,一般不超過1KW。而在機(jī)電產(chǎn)品中,有很多設(shè)備需要較大功率的直流供電電壓,這就要采用三相整流電路。比如工業(yè)變頻器、電弧焊機(jī)、車床、起重機(jī)等。其輸出功率在幾千瓦~幾百千瓦,由于功率較大,一般采用三相6脈整流電路來提供大功率直流電壓輸出。

1、6脈可控整流電路原理圖。

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2、6脈可控整流電路輸入電壓和輸出電壓波形

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3、6脈可控整流輸入電流波形(發(fā)生畸變)

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4、輸入電流波形FFT分析,主要為250HZ(5次諧波)、350HZ(7次諧波)、6N±1等其它高次諧波。

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0412脈整流設(shè)備諧波分析

12脈波整流器由一個(gè)整流變壓器和兩個(gè)三相橋式電路構(gòu)成,整流變壓器為三繞組變壓器,兩個(gè)三相橋式電路對(duì)稱,并分別與整流變壓器的兩個(gè)低壓繞組連接。12 脈波整流器通過兩個(gè) 6 脈波三相橋式電路的組合,可以實(shí)現(xiàn) 12 脈動(dòng)的效果。

1、12脈整流電路原理圖。

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2、12脈可控整流電路輸入電壓和輸出電壓波形

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3、12脈可控整流輸入電流波形(發(fā)生畸變)

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4、輸入電流波形FFT分析,主要為550HZ(11次諧波)、650HZ(13次諧波)、12N±1等其它高次諧波。

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12脈波整流電路應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、自耦變壓器、航空飛機(jī)電源整流等領(lǐng)域、軌道牽引設(shè)備。APF和SVG對(duì)12脈波整流器的電能質(zhì)量治理,主要是對(duì)12脈波整流器進(jìn)行無功補(bǔ)償和諧波治理。其無功補(bǔ)償比較容易實(shí)現(xiàn),而諧波治理比較復(fù)雜。

0524脈整流設(shè)備諧波分析

24脈波整流機(jī)組整流以大幅度減少系統(tǒng)中的低次諧波含量。其主要由2臺(tái)相同容量的12脈波軸向雙分裂式牽引移相整流變壓器和4組由三相全波整流橋構(gòu)成的整流器兩部分共同組成。具有諧波分量低、電壓脈波小,濾波設(shè)備所需資金投入少等優(yōu)點(diǎn)。整流機(jī)組中的2臺(tái)整流變壓器閥側(cè)均有2套低壓繞組,分別采用Y型和△型接線,使得2套繞組的線電壓形成30°的相位角。網(wǎng)側(cè)繞組采用2種不同的延邊三角形接線方式進(jìn)行移相,左延△接法實(shí)現(xiàn)移相+7.5°,右延△接法實(shí)現(xiàn)移相-7.5°。通過移相處理,得到4套閥側(cè)繞組的線電壓互差15°的相位角。它們各自經(jīng)過由三相全波整流橋構(gòu)成的整流器整流,在4組整流器的直流側(cè)并聯(lián)運(yùn)行,組成2x12脈波整流系統(tǒng)。

24脈波整流系統(tǒng)低次諧波含量較低,通常使用在高鐵、地鐵等牽引系統(tǒng)。

結(jié)束語(yǔ)

整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近25-33%,對(duì)電網(wǎng)的危害較大,諧波造成配電線纜、變壓器發(fā)熱,降低通話質(zhì)量,空氣開關(guān)誤動(dòng)作,發(fā)電機(jī)喘振等不良后果;諧波按電流相序分為+序(3k+1次,k為0和正整數(shù))、-序(3k+2次,k為0和正整數(shù)).0序(3k次,k為正整數(shù)),+序電流使損耗加重,-序電流使電機(jī)反轉(zhuǎn)、發(fā)熱,0序電流使中線電流異常增加。大量的諧波電流注入電網(wǎng),造成電壓波形畸變,供電質(zhì)量下降,嚴(yán)重危害供發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備。

APF(有源濾波器) 是用于對(duì)諧波進(jìn)行動(dòng)態(tài)治理的新型電力電子裝置。其克服了無源濾波器容易引起振蕩、補(bǔ)償特性單一、易發(fā)生過載等不足,對(duì)諧波電流的補(bǔ)償效果不受系統(tǒng)阻抗影響。能夠治理大小、頻率都變化的諧波,SVG(有源無功補(bǔ)償裝置)可以對(duì)變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償,提高系統(tǒng)整體的功率因數(shù);因此APF和SVG在需動(dòng)態(tài)治理諧波和無功的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。

安科瑞電氣電能質(zhì)量治理案例

SVG(靜止無功補(bǔ)償)治理案例

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無功補(bǔ)償+APF(有源濾波)治理案例

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審核編輯:湯梓紅

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    的頭像 發(fā)表于 11-04 11:30 ?600次閱讀
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