谐波保护器真的能有效地去除谐波吗?地去除谐波吗?

2020-11-11 14:14:41 8

谐波是什么


在电力行业中谐波可不是一个陌生词汇。高次谐波的干扰是当前电力系统中影响电能质量的一大“公害”,亟待采取对策。


谐波是一个稳态的电能质量指标参数,和暂态现象必须加以区别。有很多人寄希望于谐波保护器进行谐波滤波来降低损失,那么谐波保护器真的有那么神奇且有用吗?它是否能一定程度上提高电能质量?


1 关于谐波的定义 


国际上公认的谐波定义为:


谐波是指电压和电流中所含有的频率为基波整数倍的分量,一般是指对周期性的正弦电压和电流进行傅里叶级数分解,基波频率整数倍的电压和电流分量。

谐波是一个稳态的电能质量指标参数,和暂态现象必须加以区别。通常认为,谐波的波形是周期性重复的,而高频噪声、脉冲尖峰、电涌等暂态现象在每周波内波形都发生变化或有衰减,是不作为谐波来考虑,只作为一种暂态现象。


2 谐波保护器的介绍

ANHPD 的基本原理和结构


ANHPD 是一种用于滤除高次谐波、保护精密仪器设备的新型保护装置,采用超微晶合金材料与创新的特别电路。它主要由电压箝位、低通滤波器以及吸收器组成,不但可以抑制和吸收用户用电设备产生的随机高次谐波 ANHPD 谐波保护器第 2 页 共 8 页和高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰,而且能随时跟踪电压波形,瞬时滤除电源中的尖峰、浪涌、杂波,矫正因谐波影响而产生的高次谐波,从源头消除谐波污染,为用电设备提供保护。


ANHPD 参照标准


GB/T14549-1993 《电能质量:公用电网谐波》GB/T15945-2008 《电能质量:电力系统频率允许偏差》 


GB17625.1-2012 《电磁兼容 限值 谐波电流发射限值》 


IEEE 519-1992 《国际谐波管制标准》Q31/0114000129C026-2017《ANHPD 谐波保护器》


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型号说明


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技术参数

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3 关于滤波器的能量密度

常用的滤波装置有LC调谐滤波器和有源电力滤波器,滤波原理是对谐波电流源形成一个有源或者无源的低阻通路,使谐波电流流入低阻通路,从而实现滤波的目的。


能量密度的定义:

单位体积内所包含的能量大小。

对于无源滤波器而言,谐波源与无源滤波器之间的能量交换,当p(t)>0时谐波源释放谐波能量并流入滤波装置,能量储存于电容中,存储能量为。当p(t)<0时能量流出滤波装置并被谐波源吸收。对于无源滤波装置,不仅要储存谐波能量,还要进行基波无功能量的交换,所以要有足够大的电容安装容量来存储这些能量。


对于有源滤波器而言,其直流侧储能电容与电网之间能量交换有两条路径实现。一是直接与谐波源进行能量交换;二是当直流侧储能电容电压变化时,通过控制IGBT对直流侧储能电容充电和放电,以保证其电压的稳定,所以有源滤波装置比无源滤波装置的储能元件的容量要得小。


不管有源还是无源滤波装置,滤波装置与谐波源交换能量的大小决定了滤波器的容量,要求滤波器都是有一定的能量密度。


4谐波保护器不具备谐波滤波功能

综上所述,谐波保护器不具备350HZ~20MHZ的谐波滤波的功能:


(1)用电设备产生的高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰不属于谐波的范畴,对这些瞬态谐波的滤除不是谐波滤波;


(2)滤波装置应具备一定的能量密度以满足其与谐波源的能量交换的需求,谐波保护器是一种无源装置,若能滤除谐波,内部必定会有储能元件,但谐波保护器的尺寸非常小(145mm*120mm*70mm),如此小的尺寸只有很大的能量密度才能与谐波源之间进行能量交换,对于超微晶合金材料是不可能实现的。



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