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技術(shù)支持

多種技術(shù)治理電能質(zhì)量存在的問題

添加時間:2016-01-25 16:50:34  瀏覽次數(shù): 次  :

        固定調(diào)諧補償是一種可以在有諧波存在的環(huán)境下運行的無功補償技術(shù),同時具有一定程度的諧波濾除作用。
1.單純電容補償。
        電容器可以補償電動機產(chǎn)生的無功功率,以提高功率因數(shù)。
        但這些電容器會和變壓器形成諧振回路,而且隨著電容器投入切除,諧振頻率會不斷變化,就有可能在某些投切比例下正好放大了系統(tǒng)中存在的諧波,造成系統(tǒng)諧波、電容器壽命縮短甚至爆炸等等危害。
        因此,單純電容補償措施,在目前工業(yè)環(huán)境下已經(jīng)屬于應(yīng)該淘汰的措施。
2.固定調(diào)諧電容補償。
        在補償電容器回路上附加電抗器,讓電容器和電抗器形成頻率固定的諧振回路,并且讓這個頻率比系統(tǒng)中存在的所有諧波頻率都小,這樣不僅不會再放大諧波,而且還具有一定的衰減作用。
        固定調(diào)諧補償是一種可以在有諧波存在的環(huán)境下運行的無功補償技術(shù),同時具有一定程度的諧波濾除作用。
        電容器和電抗器之間的阻抗比不同,諧振頻率就不同,產(chǎn)生的作用就也有差別,常見的阻抗比有14%、12.5%、7%、5.67%四種。
        14%阻抗比的情況,對于3次以上的諧波都不會放大,但對各次諧波的濾除能力低,而且對3次零序諧波沒有濾除作用。
        由于六脈波諧波源不產(chǎn)生3次非零序諧波,所以這種阻抗比不常用。
        12.5%阻抗比的情況,作用和14%的情況差不多,只是諧波濾除作用略微強一點,也不常用。
        7%阻抗比的情況,對于5次以上的諧波都不會放大,并且具有一定的濾除作用,大約可以濾除20%左右的六脈波諧波源產(chǎn)生的諧波,特別適合于只有六脈波諧波源,且諧波問題本來不嚴重的情況下,作為同時治理無功功率和諧波問題的綜合措施,也可以配合無源濾波或者有源濾波技術(shù)使用。
        5.67阻抗比的情況,對于5次以上的諧波都不會放大,而衰減作用更大,對六脈波諧波源產(chǎn)生的諧波,可濾除40%到50%,但對電容器和電抗器的參數(shù)漂移有一定要求,投資比7%阻抗比的設(shè)備要高一點,適合于只有六脈波諧波源,固有諧波成分輕微標的情況下,作為同時治理無功功率和諧波問題的綜合措施,比如變頻器一類設(shè)備占總?cè)萘勘壤?0%到40之間的應(yīng)用場合。
        固定調(diào)諧補償設(shè)備是在有諧波環(huán)境下工作的,元件上承受的電壓和電流都比沒有諧波的情況高,所以,為單純電容器補償設(shè)計的電容器,以及不是專門為諧波環(huán)境運行設(shè)計的電抗器,都不能用來組成固定調(diào)諧補償設(shè)備。
低、中、高壓系統(tǒng)都可以采用固定調(diào)諧補償技術(shù)。
3.動態(tài)投切技術(shù)。
        電容器切除后沒有放完電就再次投入,如果正好是電源電壓相位和電容器電壓相反的瞬間,電容器上就會承受過電網(wǎng)峰值的電壓,甚至達到峰值電壓兩倍的過電壓,同時充電電流很大,會損壞電容器。
        在電容器初充電期間,充電電流的大瞬時值遠大于正常運行情況,如果正好在電流大瞬時值的時候切除,也可能損傷電容器。
        因此,接觸器投切的電容器,投入和切除動作之間必須有時間間隔。
        這樣,就做不到利用在無功功率快速變化的同時進行實時補償?shù)姆绞剑瑏砭徑怆妷核沧兞恕?br />         利用晶閘管配合觸發(fā)電路上的檢測判斷功能,可以在檢測到電源電壓與電容器電壓接近的瞬間投入,或者在電容器充電電流過零時切除,能夠不受投切時間間隔限制,達到快速投切的要求,這種方式稱為動態(tài)投切。
        動態(tài)投切用帶控制單元的晶閘管作為投切開關(guān),投資比接觸器投切要高。
        實際上并不需要把所有補償回路都設(shè)計成動態(tài)投切,只需要一部分補償回路采用動態(tài)投切,利用自動轉(zhuǎn)換方式,在靜態(tài)投切的電容器放電完成或者充電平穩(wěn)之后,與動態(tài)投切的電容器之間進行交換,始終讓一半左右的動態(tài)投切回路保持投入,這樣,不論是需要投入還是切除補償回路,都可以利用動態(tài)投切回路瞬時執(zhí)行,達到動態(tài)投切的效果,這種方式就是動-靜結(jié)合投切技術(shù)。
        動態(tài)投切技術(shù)目前只能用于低壓補償。
4.無源濾波技術(shù)。
        無源濾波技術(shù)也稱調(diào)諧濾波技術(shù),它本質(zhì)上仍然是調(diào)諧原理,只不過調(diào)諧頻率從衰減端更加靠近需要濾除的諧波頻率,例如調(diào)諧頻率略低于250Hz的調(diào)諧回路,能夠濾除大部分5次諧波,調(diào)諧頻率略低于350Hz的調(diào)諧回路,能夠濾除大部分7次諧波等等,把能夠濾除大部分5、7、11、13次諧波的四個分支回路組合起來,就能夠濾除六脈波諧波源產(chǎn)生的大部分諧波。
        無源濾波技術(shù)適用于諧波源都是六脈波設(shè)備。
        無源濾波和固定調(diào)諧補償一樣,基本回路都是由電容器和電抗器組成的調(diào)諧回路,都同時具有濾波和補償功能。只不過固定調(diào)諧補償以無功補償為主,濾波功能只是順帶有一些,而無源濾波以諧波濾除為主,順帶具有補償作用。
        無源濾波的調(diào)諧頻率很接近諧波頻率,因此要求調(diào)諧頻率,而且不能明顯漂移,所以,對于設(shè)計計算能力,電容器和電抗器的質(zhì)量,以及參數(shù)漂移的限制等都要高很多,所以投資明顯高于固定調(diào)諧補償,而且能夠掌握此技術(shù)的制造商也遠沒有固定調(diào)諧補償普遍。
        無源濾波技術(shù)雖然是很多諧波治理廠商沒能掌握的技術(shù),但對于掌握了此項技術(shù)的廠商而言,卻是屬于成熟技術(shù),其運行可靠性是相當高的。
        無源濾波技術(shù)既可以用于低壓系統(tǒng),也可以用于中、高壓系統(tǒng)。
5.有源濾波技術(shù)(ACF)。
        和無源濾波不同,有源濾波技術(shù)不是利用的調(diào)諧原理,而是利用有源逆變技術(shù),產(chǎn)生出諧波來和系統(tǒng)原有諧波抵消,得到濾波的目的。
        有源濾波需要實時檢測系統(tǒng)諧波情況,然后以有源逆變作為執(zhí)行手段,實時產(chǎn)生反相位諧波去抵消系統(tǒng)諧波。
        所以,有源濾波技術(shù)實際上是一種自動控制技術(shù),不受調(diào)諧頻率限制,可以濾除一定范圍內(nèi)的各次諧波,使用四線制的帶零序的有源逆變,還能夠濾除零序三次諧波,而且,濾除諧波的程度,要比無源濾波更強,濾除得更干凈。
        有源濾波同樣可以逆變出不同相位的基波成分來抵消基波無功電流,因此也同樣具有無功補償?shù)哪芰?。有源逆變的發(fā)生機制是實時的,可以實時補償無功功率和濾除諧波,所以,有源濾波也能夠有效緩解電壓瞬變。
        但有源濾波技術(shù)是一種復(fù)雜技術(shù),投資成本遠高于調(diào)諧技術(shù),而且有源逆變理論上還存在逆變顛覆的技術(shù)隱患,所以,有源濾波技術(shù)應(yīng)該用在調(diào)諧濾波技術(shù)不能充分解決問題的場合,不應(yīng)該作為諧波治理的手段。
        存在大量的非六脈波諧波源產(chǎn)生的變化諧波的場合,需要把諧波成分濾除得特別干凈的場合,以及存在大量的3次零序諧波的場合,才是真正需要有源濾波技術(shù)的合理的應(yīng)用場合。
        另外因為元件因素,有源濾波目前還很難直接制造中壓以上的產(chǎn)品。
6.中壓SVC技術(shù)。
        SVC技術(shù)也是一種調(diào)諧濾波技術(shù),是調(diào)諧頻率可以動態(tài)改變的調(diào)諧濾波技術(shù)的總稱,分為兩個大類,一類是通過晶閘管動態(tài)投切調(diào)諧回路內(nèi)的電容器而電抗器容量保持不變,使得回路諧振頻率動態(tài)變化的TSC方式,另一類是通過晶閘管動態(tài)投切調(diào)諧回路內(nèi)的電抗器而保持電容容量不變,使得回路諧振頻率動態(tài)變化的TCR方式。SVC技術(shù)用于在中壓環(huán)境解決諧波次數(shù)不斷變化的諧波濾除需求,是有源濾波技術(shù)在中壓領(lǐng)域的一種替代技術(shù)。
        和有源濾波不同的是,能夠同時濾除的諧波次數(shù)受到設(shè)備回路數(shù)的限制,也就是每一個回路雖然可以改變諧振頻率用于濾除不同次數(shù)的諧波,但只能同時濾除單次諧波,有幾個回路就只能同時濾除幾個單次諧波。
        SVC技術(shù)是利用晶閘管串并聯(lián)方式進行投切的,技術(shù)要求相當復(fù)雜,投資成本相當高。
        因此,SVC技術(shù)是一種高成本的替代技術(shù),用于彌補中壓系統(tǒng)不能使用有源濾波技術(shù)的問題,但其功能作用并不能完全替代有源濾波技術(shù)。
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