傳統(tǒng)的補(bǔ)償諧波和無(wú)功電流的另一種方法

傳統(tǒng)的補(bǔ)償諧波和無(wú)功電流的另一種方法是裝設(shè)無(wú)源濾波器，通常由電力電容器、電抗器和電阻器串并聯(lián)組合而成，該方法既可補(bǔ)償諧波，又可補(bǔ)償無(wú)功功率。目前我國(guó)常用的無(wú)功調(diào)節(jié)設(shè)備仍為機(jī)械式并聯(lián)電抗器、投切電容器，這些靜止型調(diào)壓手段，因調(diào)節(jié)不連續(xù)、響應(yīng)速度慢，很難滿足系統(tǒng)運(yùn)行方式快速變化時(shí)的需求。而另一種調(diào)壓裝置SVC，響應(yīng)速度很快，但由于呈恒阻抗特性，使得在電壓低時(shí)，無(wú)法提供所需的無(wú)功支持，因此應(yīng)付突發(fā)事件的能力較弱，并且為了抑制諧波，必須裝設(shè)濾波器，占地面積較大較大，此外，過(guò)多的SVC裝置容易引發(fā)系統(tǒng)振蕩。相比之下，新型無(wú)功補(bǔ)償裝置STATCOM則是較為有效的調(diào)壓手段，它的無(wú)功電流輸出可在很大電壓變化范圍內(nèi)恒定，在電壓低時(shí)仍能提供較強(qiáng)的無(wú)功支撐，并且可從感性到容性全范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。

無(wú)功補(bǔ)償與諧波治理在電力系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，凡是存在感性負(fù)載的地方都需要補(bǔ)償，諧波治理么根據(jù)客戶需要，電力局要求，不過(guò)一般在有電力電子設(shè)備使用的場(chǎng)所都存在較大的諧波。 無(wú)功補(bǔ)償就是，電網(wǎng)在感性負(fù)載運(yùn)行過(guò)程中需向感性負(fù)荷設(shè)備提供相應(yīng)的無(wú)功功率。在電網(wǎng)中安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供感性電抗所消耗的無(wú)功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無(wú)功功率，由于減少了無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低線路和變壓器因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗。 通過(guò)對(duì)市場(chǎng)的常用用電器的諧波狀況的測(cè)試，我們了解到目前我國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)的諧波污染十分嚴(yán)重，尤其是早些年為了節(jié)能，引入的變頻電源和直流用電器的投入，其5次、7次、11次諧波電流的含量分別占基波的20%、11%、6%，這對(duì)于小功率的用戶而言，還不怎樣，但對(duì)于大功率的用戶來(lái)說(shuō)，危害就很大了，對(duì)于中頻爐用戶，它用常規(guī)的無(wú)功補(bǔ)償就無(wú)法進(jìn)行，有的用戶用常規(guī)的電容器無(wú)功補(bǔ)償，無(wú)法投入電容器，有的即便投入了，也對(duì)5次諧波電流放大了1.8~3.8倍以上，使得電動(dòng)機(jī)、變壓器等用電器的銅損、鐵損大大地增加，縮短了設(shè)備的使用壽命，多交了電費(fèi)。  

諧波來(lái)源

電力系統(tǒng)中的諧波來(lái)自電氣設(shè)備，也就是說(shuō)來(lái)自發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備。由于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)不可能是完善的正弦波，因此發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓波形不可能是一點(diǎn)不失真的正弦波。

目前我國(guó)應(yīng)用的發(fā)電機(jī)有兩大類：隱極機(jī)和凸極機(jī)。

隱極機(jī)多用于汽輪發(fā)電機(jī)，凸極機(jī)多用于水輪發(fā)電機(jī)。對(duì)于諧波分量而言，隱極機(jī)優(yōu)于凸極機(jī)，但隨著科技進(jìn)步，可控硅、IGBT等電子勵(lì)磁裝置的投入，使發(fā)電機(jī)的諧波分量有所上升。當(dāng)發(fā)電機(jī)的端電壓高于額定電壓的10%以上時(shí)，由于電機(jī)的磁飽和，會(huì)使電壓的三次諧波明顯增加。同樣在變壓器的電源側(cè)電壓超過(guò)額定電壓10%以上時(shí)，也會(huì)使二次側(cè)電壓的三次諧波明顯增加。由于電網(wǎng)電壓偏移在±7%以下，所以發(fā)電、變電設(shè)備產(chǎn)生的諧波分量都比較小，比國(guó)家的考核標(biāo)準(zhǔn)低的多，因此發(fā)電、變電設(shè)備不是影響電網(wǎng)電壓波形方面質(zhì)量的主要矛盾。為此，影響電網(wǎng)電壓波形質(zhì)量的主要矛盾是非線性用電設(shè)備，也就是說(shuō)非線性用電設(shè)備是主要的諧波源，非線性用電設(shè)備主要有以下四大類：

· 電弧加熱設(shè)備：如電弧爐、電焊機(jī)等。

· 交流整流的直流用電設(shè)備：如電力機(jī)車、電解、電鍍等。

· 交流整流再逆變用電設(shè)備：如變頻調(diào)速、變頻空調(diào)等。

· 開(kāi)關(guān)電源設(shè)備：如中頻爐、彩色電視機(jī)、電腦、電子整流器等。