谐波治理与节能降耗PPT课件

.1、谐波控制和节能消耗减少，2，主要内容，谐波产生和危险控制措施谐波控制和节能消耗减少，3，高次谐波的原因，低电能质量谐波的产生：发电机由于三相绕组，制造上的绝对对称困难，或者内核由于绝对均匀和其他一些原因，产生了一些谐波，但一般很少。输配系统发生谐波：输配系统主要由电力变压器产生谐波，考虑变压器核心的饱和、磁化曲线的非线性和变压器设计中的经济性，在磁化曲线的几乎饱和段选择磁密度，因此磁化电流形成尖塔波形，可以包含奇数谐波。其大小与磁力线的结构形态、核心的饱和程度有关。核心的饱和度越高，变压器工作点离路线越远，谐波电流也越大。其中，三次谐波电流可以达到额定电流0.5%。4，谐波发生原因，电气装置引起的谐波：晶闸管整流装置。晶闸管整流在电力机车、铝电解、充电设备、开关电源等诸多方面的应用越来越广泛，因此在电网中产生了很多谐波。晶闸管整流器使用相移控制，吸收电网中失去角度的正弦波，使电网中留下失去另一部分角度的正弦波，使电网中也留下失去另一个角度的正弦波，剩下的部分显然包含了很多谐波。如果整流器是单相整流电路，则包括感应负载的奇数谐波电流，其中第三次谐波的含量达到基座的30%。电容负载包括奇数谐波电压，谐波含量随电容值的增加而增加。如果整流器是三相全控制桥6脉冲整流器，则变压器原始边缘和电源电路包括5次以上的奇数谐波电流。如果是12脉冲整流器，则还有超过11次的奇数谐波电流。据统计，整流产生谐波占所有谐波的近40%，是最大的谐波源。变频装置。变频装置通常用于风扇、泵、电梯和其他设备。相位控制，包括复杂的谐波成分，整数次谐波，这些装置的功率通常更大，并且根据频率控制的发展，在电网中产生更多的谐波。电炉，电石炉。加热原料时，电炉的三相电极难以同时接触不均匀的充电材料，燃烧不稳定，导致三相负荷不平衡，产生谐波电流，用变压器的三角形连接线圈并注入电网。主要是27个谐波，平均8%，最高45%，5，谐波的原因，电气装置引起的谐波：气体放电电光源。荧光灯、高压汞灯、高压钠灯及金属卤化物灯等属于气体放电电光源。分析和测量这些电光的电压-电流特性，表明非线性非常严重，电网具有产生奇数谐波电流的负电压-电流特性。家用电器。电视、录像机、电脑、调光灯、调温炊具等因电压调节整流器而产生更深的奇数谐波。在洗衣机、风扇、空调等有绕组的装置中，也可以通过不平衡电流的变化来改变波形。这些家电虽然功率小，但数量巨大，是谐波的主要来源之一。，6，谐波危险，电力设备负荷增加，系统功率因数减少，发电、输电和电气设备有效容量和效率降低，设备浪费，线路浪费和电力损失发生；无功补偿电容器谐振和谐波电流放大导致电容器组因过电压或过电压损坏或无法工作；脉动转矩引起电机振动，影响产品质量和电机寿命。涡流和蒙皮效应导致电机、变压器、输电线路等产生额外的电力损失，过热，浪费电能，加快绝缘老化。谐波电压与峰值电压成正比，提高绝缘介质的场强，缩短设备寿命。零序(3的倍数)谐波电流在三相四线系统的中心线过载，在连接三角形的变压器绕组内循环，当绕组电流超过额定值而致命时，也可能发生事故。谐波改变保护继电器的动作特性，引起继电保护设施的故障，造成继电保护等自动装置运行故障。谐波改变电压或电流的变化率和峰值，延迟电弧关闭，影响断路器的分割能力；使仪表，尤其是感应电能表产生测量误差。干扰临近的电力电子设备、工业控制设备和通信设备，影响设备的正常运行。7、各谐波危险，8，谐波治理措施，1 .手动滤波器是使用通常根据谐振原理工作的LC手动电源滤波器抑制高谐波的传统方法。简单的结构，低一次性投资，低运营成本，在宽频率范围内表现为低阻抗，可以抑制多频率谐波。还具有吸收谐波的同时补偿无功功率，提高负荷功率因数的功能。但是由于结构原理，应用程序有以下难以克服的缺点。由于调谐偏置和剩余电阻的存在，调谐滤波器的阻抗不能出现像0一样的理想条件，阻抗的变化极大地抑制了滤波器的效果，也有滤波器过载的可能性。只能抑制按照设计要求的谐波成分。有时，由于谐波的成分很多，所以需要同时添加多个滤波器。这将增加整个过滤器的成本和体积。电源侧谐波发生源增加会在谐波电流超标时导致滤波器过载。LC滤波电路由于系统阻抗参数的变化，出现了与系统的并行谐振问题，装置可能无法运行。在特殊谐波的情况下，当系统阻抗和频率发生变化时，电源阻抗和并行共振会导致“谐波放大现象”，电路可能无法工作。消耗大量有色金属，体积大，安装面积大。9，谐波治理措施，2 .有源滤波器有源滤波器的基本原理是从补偿对象中检测谐波电流，然后在补偿设备中生成与该谐波电流大小相同但与极性相反的补偿电流(并行)或相应的谐波电压(串行)，从而消除电网中的谐波电流，使电网中仅包含基本波元件。与传统LC过滤器相比，有源过滤器的优点包括：对频率和振幅变化的谐波和变化的无功功率进行快速动态跟踪补偿。滤波特性不受系统阻抗的影响，消除了系统阻抗和共振发生的危险。无功补偿不需要储能元件，补偿谐波所需的储能装置容量不大。谐波和无功补偿可以同时进行，补偿无功大小可以持续调整，对一个谐波单独或对多个无功和谐波源进行集中补偿，性价比合理。10，有源电力滤波器，11，有效滤波器分类，并联有效功率滤波器并联APF对应于系统中的谐波电流发生器。检测到的信号通过控制电路计算为参考电流，导出补偿电流的参考信号。该基准信号通过主电路放大，补偿电流与将在负载电流中补偿的谐波和无功电流抵消。也就是说，预期与电网电压相同的基本正弦电流，抵消电路的谐波电流，用正弦波补偿电流侧电流。级联有源电力滤波器补偿装置工作时，APF对应于由与负载串联连接的谐波电流控制的电压源，产生的谐波电压是谐波电流的k倍，因此，APF相当于对谐波的电阻为k的电阻，对基本波而言，电阻可能等于对k的电阻。作为能动态抑制复波的电力电子设备，混合有源电力滤波器(APF)出现了大量结合传统无源滤波器和APF的电路结构和控制体系，相互取长取短构成混合有源滤波器也是当前APF研究领域的重要方向。12，根据APF的原理，有源电力滤波器包括命令电流运算电路和补偿电流发生电路两部分(由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路三部分组成)。指令电流运算电路的核心是在补偿对象电流中检测谐波和无功等电流分量。补偿电流发生电路的作用是根据从指令电流操作电路中导出的补偿电流的指令信号生成实际的补偿电流。主电路目前使用PWM转换器。13，APF的原理，14，APF原理，15，APF的属性，16、各种谐波控制和无功补偿方法比较，17、谐波控制和节能降耗、谐波引起的电力损失：谐波网络损失的两种计算方法：采用谐波失真率计算谐波网络损失的方法，采用等效电阻法计算谐波损失的方法。使用谐波失真率计算谐波损耗的方法：如果不考虑皮肤效果，线路电阻为固定值，则没有谐波时线路损耗为：因此，行损失增长率为、18、等效电阻法考虑高谐波皮肤效应。考虑微动效应，发电机的电枢电阻和变压器等效电阻可以是简单的基本电阻模型，即n表示谐波数，基本波阻抗，谐波阻抗的谐波损失可以均匀表示如下：对于回路，谐波模型可以使用以下表达式：在表达式中，r表示导线单位长度的阻力(/谐波损失包括：19，滤波补偿经济效益，线路节电变压器额定容量补偿前功率因数补偿