直流電源諧波干擾的危害及治理
2017-5-2 22:31:15??????點擊：
一、直流電源諧波出現的疑問
拿示波器看看，線性直流電源簡略整流濾波后的帶載時的波形，也很壯麗。負載越重，鋸齒波越大。諧波頻率與基波頻率的比值(n=fn/f1) 稱為諧波次數。以TL494為核心制作的數十元開關電源,改成可調后達類似線性電源的效果。以目前技術水平是很難忘完全去除干擾的.就是拿到美國讓頂尖科學家去弄,也不能根除.電網中有時也存在非整數倍諧波，稱為非諧波(Non-harmonics)或分數諧波。諧波實際上是一種 攪擾量，使電網受到“污染”，電能質量下降。電工技術領域首要研討諧波的發作、傳輸、丈量、損害及按捺，其頻率規模一般 為2≤n≤40。
二、諧波損害
關于電力體系來說，電力諧波的損害首要體現有以下幾方面：
(1)添加輸、供和用電設備的額定附加損耗，使設備的溫度過熱，下降設備的利用率和經濟效益：
(2)電力諧波對輸電線路的影響：
諧波電流使輸電線路的電能損耗添加。當寫入電網的諧波頻率坐落在網絡諧振點附近的諧振區內時，對輸電線路和電力電纜線路會形成絕緣擊穿。
(3)電力諧波對變壓器的影響：
諧波電壓的存在添加了變壓器的磁滯損耗、渦流損耗及絕緣的電場強度，諧波電流的存在添加了銅損。對帶有非對稱性負荷的變壓器而言，會大大添加勵磁電流的諧波重量。
(4) 電力諧波對電力電容器的影響：
富含電力諧波的電壓加在電容器兩頭時，因為電容器對電力諧波阻抗很小，諧波電流疊加在電容器的基波上，使電容器電流變大，溫度添加，壽數縮短，導致電容器過負荷甚至爆破，一起諧波還可能與電容器一起在電網中形成電力諧波諧振，使毛病加重。
(5)影響繼電保護和自動設備的作業可靠性：
格外關于電磁式繼電器來說，電力諧波常會導致繼電保護及自動設備誤動或拒動，使其動作失掉選擇性，可靠性下降，簡略形成體系事故，嚴峻要挾電力體系的安全運轉。
(6)對通訊體系作業發作攪擾：
電力線路上流過的幅值較大的奇次低頻諧波電流經過磁場耦合時，會在附近電力線的通訊線路中發作攪擾電壓，攪擾通訊體系的作業，影響通訊線路通話的清晰度，甚至在極點的情況下，還會要挾著通訊設備和人員的安全。
(7)對穩壓電源設備的影響：
電力諧波會使電視機、核算機的圖形畸變，畫面亮度發作動搖改變，并使機內的元件溫度呈現過熱，使核算機及數據處理體系呈現過錯，嚴峻甚至損害機器。
此外，電力諧波還會對丈量和計量儀器的指示不準確及整流設備等發作不良影響，它現已成為當時電力體系中影響電能質量的大公害。
三、諧波是怎么出現的及過程
向共用電網寫入諧波電流或在共用電網上發作諧波電壓的電氣設備稱為諧波源。廠里面下料看訂單，訂單來了才知道是歐標、美標還是國標，標準不同下料也是不同的。反過來我們局外人可以這樣子理解：也許國標普通應用對輸出波紋和對電網干擾要求低呢，具有非線性特性的電氣設備是首要的諧波源，例如帶有功率電子器件的變流設備，交流控制器和電弧爐、感應爐、熒光燈、變壓器等。
諧波發作的根本原因是因為非線性負載所致。當電流流經負載時，與所加的電壓不呈線性聯系，就形成非正弦電流，然后發作諧波。
諧波頻率是基波頻率的整倍數，依據法國數學家傅立葉(M.Fourier)剖析原理證實，任何重復的波形都能夠分解為富含基波頻率和一系列為基波倍數的諧波的正弦波重量。諧波是正弦波，每個諧波都具有不一樣的頻率、起伏與相角。諧波能夠區分為偶次與奇次諧波。在平衡的三相體系中，因為對稱聯系，偶次諧波現已被消除了，只有奇次諧波存在，奇次諧波導致的損害比偶次諧波更多更大。中國工業企業也不斷添加的運用發作諧波的電氣設備，例如晶閘管電路供電的直流提升機、交-交變頻設備、軋鋼機直流傳動設備、晶閘管串級調速的風機水泵和鍛煉電弧爐等。這些設備取用的電流對錯正弦形的，其諧波重量使體系正弦電壓發作畸變。諧波電流的量取決于諧波源設備自身的特性及其作業狀況，而與電網參數無關，故可視為恒流源。 各種晶閘管電路發作的諧波次數與其電路方法有關，稱為該電路的特征諧波。除特征諧波外，在三相電壓不平衡，觸發脈沖不對稱或非安穩作業狀態下，上述電路還會發作非特征諧波。進行諧波剖析和核算最有含義的是特征諧波，假如5，7，11，13次等。如直流側電流波紋較大，則5次諧波幅值將增大，其他各次諧波幅值將削減。 當電網接有多個諧波源時，因為各諧波源的同次諧波電流重量的相位不一樣，其和將小于各重量的算術和。 變壓器激磁電流中富含3，5，7等各次諧波重量。因為變壓器的原副邊繞組中總有一組為角形接法，為3次諧波供給了通路，故3次諧波電流不流入電網。但當各相激磁電流不平衡時，可使3次諧波的殘余重量(最多可達20%)進入電網。
四、諧波處理
管理諧波疑問，按捺輻射攪擾和供電體系攪擾，可采納屏蔽、阻隔、接地及濾波等技術手段。在后面加上穩壓濾波電路，波紋可抑制得很小，如果在穩壓直流電源的輸出后加一級穩壓濾波電路或也有好效果，管理諧波的首要辦法有：加大體系短路容量;進步供電電壓等級;添加變流設備的脈動數;改進體系的運轉方法，設置交流濾波器等都能減小體系中的諧波成分。交流濾波器又分為無源濾波器和有源濾波器兩種。有源濾波器是一種向體系寫入抵償諧波電流，以抵消非線性負荷所發作的諧波電流的能動式濾波設備。它能對改變的諧波進行敏捷的動態盯梢抵償，且抵償特性不受體系阻抗影響。其構造相對復雜，運轉損耗較大，設備造價高;在抵償諧波的一起，也會寫入新的諧波。無源濾波器(又稱LC濾波器)是利用LC諧振原理，人為地形成一條串聯諧振支路，為欲濾除的首要諧波供給阻抗極低的通道，使之不寫入電網。在后面加上穩壓濾波電路，波紋可抑制得很小，如果在開關電源的輸出后加一級穩壓濾波電路或也有好效果，LC濾波器構造簡略，吸收諧波作用顯著;但僅對固有頻率的諧波有較好的抵償作用;且抵償特性受電網阻抗的影響很大，在特定頻率下，電網阻抗和LC濾波器之間可能會發作并聯諧振或許串聯諧振。最佳是用純粹直流電源供電，假如非得用交流通直流，那也僅僅用交流通直流給電池充電，然后用電池帶負載。
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