供电网络的谐波污染与谐波抑制
摘 要:分析了供电系统中谐波污染的产生以及对供电系统的危害,介绍了各种解决谐波污染的手段及所使用的设备,以保证供电网络的品质。
关键词:基波;谐波;谐波标准;无源滤波器;动能谐波器
1 谐波的产生
在供配电系统中的高次谐波主要产生于非线性负荷用电设备,如变流装置及电弧炉等;在低压电网的谐波污染,主要来源是功率电子设备,如驱动器、UPS、焊接器、计算机、打印机等。通常设备里的半导体开关只会在基波周期的某段时间通电,这使设备具有剩电、动态特性和灵活控制等优点,从而产生较大畸变的不连续电流。以下列举一些典型负载引起的谐波畸变。配备平滑电容器的单相整流器电路布置如图1(a)所示,可在单相负载中应用。从电源取用的电流值会在一周期的某段时间突然上升或下降,电压与电流波形见图1(b)。
这种电流波形包含了很多奇次谐波,奇次谐波的幅值可能会高于基波电流分量。该电路布局的广泛应用,将导致过多的谐波电流流入供电系统。六脉波桥以三相功率为主的设备通常采用六脉波桥,例如驱动装置和UPS,六脉波桥的直流侧,可连接平滑电抗器、平滑电容器或以上两者。所用的开关可以是可控的(可控硅等)或不可控的(二极管),视所用设备确定。连接平滑电抗器的二极管桥的电路布局如图2(a),电流波形如图2(b)。
连接平滑电容器的二极管桥的电路布局如图3(a),电流波形如图3(b)。