影響諧波電壓的因素有哪些？

王晶晶

安科瑞電氣股份有限公司

概述

我們知道諧波電流本身并不會對電氣電子設備產(chǎn)生影響，諧波電壓是導致用電設備誤動作、測量儀器精度降低和電動機抖動和過熱等現(xiàn)象的主要原因。負載從電網(wǎng)中吸取諧波電流導致了原本純凈的電網(wǎng)電壓中包含了諧波電壓，那么除了諧波電流以外還有什么因素影響著諧波電壓呢，今天我們一起來討論。

配電網(wǎng)絡影響諧波電壓的因素

配電網(wǎng)絡中除了負載自身的阻抗，配電線路和變壓器同樣存在著阻抗。當諧波電流流經(jīng)這些阻抗時就在線路兩端產(chǎn)生了諧波電壓。

我們通過構建一個簡易的配電線路模型來尋找其影響諧波電壓的因素。由于線路和變壓器的分布電容過小，我們忽略不計。

 根據(jù)配電網(wǎng)絡模型得出其阻抗的代數(shù)表達式：

通過分析我們可以得出：

1.當變壓器容量越小時，內(nèi)阻越大，那么同樣的諧波電流產(chǎn)生的諧波電壓也會更大；當負載距離變壓器越遠，線路的阻抗也就越大，同樣的諧波電流產(chǎn)生的諧波電壓也就越大。

 2. 配電線路對于不同頻率的諧波具有不同的阻抗值，諧波的次數(shù)越高阻抗值越大。因此當線路中有諧波電流流過時，頻率越高的諧波電流呈現(xiàn)出更高的阻抗。

小知識

根據(jù)電阻定律，當溫度不變時，導體的電阻與導體的長度L成正比，與導體的截面積S成反比。 變壓器的容量越大，那么它的繞組線圈就要做的越粗，那么導體的截面積也就越大。因此變壓器容量越大，內(nèi)阻越小。

應急供電系統(tǒng)影響諧波電壓的因素

需要24小時供電的場所，如醫(yī)院，機場等行業(yè)，為了確保醫(yī)療或通訊等系統(tǒng)不間斷運行，需要應急供電系統(tǒng)。但往往由應急電源供電時，這些系統(tǒng)都會出現(xiàn)工作異常的情況。因為一般柴油發(fā)電機和UPS電源是這些應急供電系統(tǒng)的供電電源，這些電源的內(nèi)阻很大，當諧波電流從中流過時，會產(chǎn)生比電網(wǎng)電壓供電時更大的諧波電壓。因此應用應急供電系統(tǒng)的場所，對諧波的治理顯得更加重要。

在線路中諧波電流不變的前提下，變壓器容量越小、負載與變壓器的距離越長均會使線路中的諧波電流產(chǎn)生更高的諧波電壓，同樣應急配電系統(tǒng)的使用也會加大電壓畸變率。這些過高的諧波電壓雖然都是因為線路或設備自身阻抗過大導致的，但歸根結底還是因為諧波電流從中流過產(chǎn)生的。因此解決諧波電流的產(chǎn)生，才能解決諧波導致的各種問題。

目前安科瑞電能質(zhì)量團隊同樣也從治理諧波電流入手，致力于解決電網(wǎng)波形的畸變率，為用戶設備提供純凈的交流電服務。

有源濾波器產(chǎn)品介紹

模塊式有源濾波器

ANAPF有源濾波器治理裝置通過外接電流互感器，實時監(jiān)測負載電流，并通過內(nèi)部集成芯片計算，提取出 負載電流的諧波成分，然后通過調(diào)制波形發(fā)送給驅(qū)動器件，通過驅(qū)動器件產(chǎn)生一個和負載電流大小相等、方向相反的電流注入到電網(wǎng)中補償諧波電流，實現(xiàn)濾波功能。

ANAPF有源濾波器技術參數(shù)

ANAPF有源濾波器治理上圖方案舉例

ANSVC+ANAPF組合方案

ANSVG+ANAPF組合方案