有源濾波好,還是無(wú)源濾波好
電力系統(tǒng)的諧波問(wèn)題早在20世紀(jì)20年代和30年代就引起了人們的注意。當(dāng)時(shí)在德國(guó),由于使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。1945年J.C.Read發(fā)表的有關(guān)變流器諧波的論文是早期有關(guān)諧波研究的經(jīng)典論文。
隨著企業(yè)的發(fā)展,由于半導(dǎo)體整流器、逆變器、變頻器、電力機(jī)車(chē)、電弧爐、軋機(jī)、電弧焊,感應(yīng)電爐或加熱器氣體放電燈、各種半導(dǎo)體調(diào)壓、調(diào)相以及用半導(dǎo)體元件做成的各種電器等設(shè)備的增加,使得設(shè)備之間相互干擾,對(duì)設(shè)備造成了嚴(yán)重影響,導(dǎo)致運(yùn)行故障、維修工作量增加及增耗電費(fèi),甚至引發(fā)火災(zāi)事故等。這些的罪魁禍?zhǔn)锥际侵C波。
諧波產(chǎn)生的原因主要有:由于正弦電壓加壓于非線性負(fù)載,基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波。主要非線性負(fù)載有UPS、開(kāi)關(guān)電源、整流器、變頻器、逆變器等。
諧波的危害:1,降低系統(tǒng)容量如變壓器、斷路器、電纜等。2,加速設(shè)備老化。3,縮短設(shè)備使用壽命。4,危害生產(chǎn)安全與穩(wěn)定。5,浪費(fèi)電能等。
因此諧波的治理尤為重要。
諧波治理隨著諧波源的復(fù)雜化和電力電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)發(fā)展,不管是從諧波治理裝置的設(shè)計(jì)還是實(shí)際應(yīng)用,有源電力濾波裝置必將取代無(wú)源濾波裝置,成為未來(lái)諧波治理的主要方式,有源電力濾波裝置和無(wú)源濾波裝置通過(guò)以下幾個(gè)方面進(jìn)行了比較和分析:
(1)從設(shè)計(jì)角度分析:有源濾波裝置與無(wú)源濾波裝置相比較,有源濾波裝置只需估算諧波電流最大值,而無(wú)需考慮電網(wǎng)阻抗、特征諧波以及仿真驗(yàn)證等因素,絕不會(huì)產(chǎn)生類似無(wú)源濾波裝置設(shè)計(jì)不當(dāng)而發(fā)生諧振事故的可能。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),使方案統(tǒng)一。
(2)從安裝角度分析:無(wú)源濾波裝置只適用于在諧波源處就地治理安裝,集中補(bǔ)償將不能避免諧振發(fā)生,采用有源濾波裝置既可以在諧波源處安裝,也可以在變電所集中治理,以減少治理成本。
(3)從治理效果分析:有源濾波裝置專門(mén)檢測(cè)諧波,治理諧波,而且可以同時(shí)針對(duì)多次諧波同時(shí)濾波,理論濾波率大于90%,而無(wú)源濾波裝置由于必須考慮電網(wǎng)諧振,LC回路一般必須偏離諧振點(diǎn),導(dǎo)致理論濾波率小于70%。
(4)從經(jīng)濟(jì)角度分析:同一諧波含量的電網(wǎng)采用有源濾波裝置比采用無(wú)源濾波裝置更經(jīng)濟(jì),主要體現(xiàn)在裝置容量較小,濾波率高,如采用集中治理取代分散治理則裝置容量與分散治理的無(wú)源濾波裝置更小。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講,有源濾波裝置具有更高的性價(jià)比。
(5)從治理方式分析:有源濾波裝置可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)全自動(dòng)實(shí)時(shí)治理,而無(wú)源濾波裝置只能進(jìn)行靜態(tài)治理,而且必須要人工操作,根據(jù)諧波源工作狀態(tài)決定投切。
(6)從節(jié)能角度分析:有源濾波裝置由于容量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無(wú)源濾波裝置,因此損耗小于無(wú)源濾波裝置,采用有源濾波裝置更加節(jié)能。