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劇場電氣諧波抑制措施

由于非線性特性電氣設備的使用,產生了周期性非正弦電量。對這些周期性非正弦電量進行傅立葉級數分解,除了得到與電網基波頻率相同的分量,還得到一系列大于電網基波頻率的分量,這部分電量即稱為諧波。民用建筑電氣設備中存在著眾多的非線性特性負載諧波源,如:熒光燈、氣體放電燈、計算機、UPS裝置、電子調速裝備、軟起動設備等。劇場電氣設備中,另有大量的諧波源,尤其是舞臺燈光的可控硅調光裝置引起的電流波形畸變,使諧波問題尤為嚴重。
  1.),在可控硅的門極上加一觸發脈沖,使可控硅導通,這一導通將維持到正弦波正半周結束。因此在正弦波的正半周(即0~p)施加觸發脈沖,使其導通。如此周而復始,對正弦波的每一半周期控制其導通,獲得相同的導通角。如改變觸發脈沖的施加時間(或相位),即改變了導通角?(或控制角a對供配電線路的危害
  三相配電線路中,相線上的3
  2.3.裝設濾波器。在可控硅的輸出回路上加高頻電感電容濾波器,使電流上升的時間從幾微秒增至200微秒以上,這樣可以大大降低高次諧波的分量。目前實際裝置中大多采用L-C無源濾波器。它在吸收高次諧波的同時,還具有改善功率因數的功能。然而,由于調諧偏移及濾波器阻抗的存在,大大防礙了濾波效果。而且,對于多種諧波電流,需分別設置多個L-C濾波支路,彼此相互*,可能顧此失彼。裝設有源濾波器可彌補這些不足,但單獨使用做補償諧波時,其要求容量約為補償對象容量的25~40第6.4.6條中規定:由可控硅調光裝置配出的舞臺照明不宜采用多回路共用零線方式。采用每回路燈雙線配,火線從調光柜引出,零線返到調光柜附近的匯流排,實踐證明,可有效抑制調光回路上產生的高次諧波磁場。《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T 16-92第8.4.11條中規定:采用可控硅調光的三相四線或二相三線配電線路,N線或PEN倍左右。
  3.3條中規定:當舞臺照明采用可控硅做調光設備時,其電源變壓器宜采用接線方式為Δ/Y0的變壓器。由于Δ回路為不對稱零序電流構成通路,零序磁通互相抵消,使三次諧波系列產生的變壓器鐵件熱損失僅為變壓器額定容量的0.024%左右,變壓器可滿載運行。
  3.4;并應采用屏蔽措施。屏蔽地線應具有良好的接地,與電氣裝置接地可共用一接地裝置,接地電阻不應大于1歐姆。電聲、電視及通訊設備的電源宜由與舞臺照明不同的變壓器引接。
本系列產品是一種采用高頻電力電子開關變換技術、模擬和數字混合電路技術進行電流檢測和電流注入的新型電力電子裝置。

■原理
通過實時檢測負載電流中的諧波和無功分量,控制PWM變流器,將與諧波和無功分量大小相等、方向相反的電流注入供電系統中,實現濾除諧波、動態補償無功、抑制諧振、提高功率因數等功能。

■用途
有源電力濾波裝置可廣泛應用于工業、商業和機關團體的配電網中,如:水處理設備、電力系統、電解電鍍企業、石化企業、電氣化鐵路、高層建筑、UPS/發電機組、精密電子企業、證券交易供電系統、機場/港口備電電源、醫療成像系統等。

諧波
電弧爐、電機車、晶閘管變流器、PC、TV、空調等。

電壓波動
電焊機、沖壓機、吊車、電梯、風力發電機、X光機等。

閃變
電焊設備,吊車,風力發電機、電梯、沖壓機、電鋸等。

三相不對稱
照明設備、感應爐、電焊機、電阻爐、石英熔煉爐等。

無功功率
異步電動機、變壓器、變流器、變頻器、感應爐、照明工具等。

■特點

實時跟隨、動態補償
自動跟蹤補償變化的諧波,具有高度可控性和快速響應性,補償性能不受電網頻率波動影響,濾波特性不受系統阻抗的影響,可消除與系統阻抗發生諧振的危險。

諧波無功同時補償
一機多能,不僅能補償諧波,而且能補償無功、抑制閃變;既可對單個諧波和無功源獨立補償,也可對多個諧波和無功源集中補償;補償無功時不需貯能元件。

IGBT高頻開關變流器
采用全橋PWM變流器產生補償電流,功率器件采用第三代IGBT,高頻開關方式下工作;將IGBT器件與驅動和保護電路配裝成功率單元模塊,使變流器具有體積小、效率高、可靠性高的特點。

電流跟蹤控制
采用基于瞬時無功功率的電流檢測技術,檢測諧波電流;通過多重化瞬時值電流跟蹤控制,實現諧波電流動態補償;由于采用電流控制,能使濾波器最大程度發揮補償作用而不過載。


DSP智能監控
DSP高速檢測和運算,確保諧波檢測和補償控制精準有效;兼具智能監控功能,裝置操控靈活,運行參數、工作狀態一目了然,故障自動診斷;并可擴展通訊接口,通過PC機監控。

標準化模塊化設計
功率電路和控制電路采用模塊或組(插)件結構,相同模塊可以互換,提高了使用中的可靠性和可維修性。


■執行標準

GB/T1454993 《電能質量:公用電網諧波》
GB/T155761995 《低壓無功功率靜態補償裝置總技術條件》
GB7625.11998 《低壓電氣電子產品發出的諧波電流限值》
Q/SP001-2005 《有源電力濾波器技術條件》


■典型應用
補償對象為重離子加速器相控整流供電電源,采用有源電力濾波器并聯使用,抑制諧波。

整流裝置采用三相全控橋移相控制方式,裝置容量300kVA。在裝置的電網側,存在著較大的電流諧波,當裝置以75%左右額定負荷輸出 (947A/155V)時, 流入電網電流的畸變因數為29.7%。主要存在5次、7次、11次、13次、17次和19次等特征次諧波。由于電流中諧波部分的影響,對電網電壓也帶來影響,使電網電壓的畸變因數達到8.93%。

有源電力濾波器容量為100kVA,投入工作后,對抑制重離子加速器供電電源中的諧波有著明顯的作用,使流入電網的電流波形得到明顯改善,電源電流的畸變率由原來的29.70%下降到7.71%(其中各次電流相對于基波的百分含量均在 2.50%以下);電網的電壓波形也得到明顯改善,總的電壓波形畸變率也由原來的8.93%下降到2.21%(其中各次電壓相對于基波的百分含量均在 1.50 %以下),收到了明顯的效果,達到了補償與抑制諧波的目的。

詳細信息請參見:

http://www.schneider-electric.cn/sites/china/cn/products-services/buildings/buildings-industries/hotels.page


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