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直流电源谐波干扰的危害及治理

一、直流电源谐波出现的疑问
拿示波器看看,线性直流电源简略整流滤波后的带载时的波形,也很壮丽。负载越重,锯齿波越大。谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1) 称为谐波次数。以TL494为核心制作的数十元开关电源,改成可调后达类似线性电源的效果。以目前技术水平是很难忘完全去除干扰的.就是拿到美国让顶尖科学家去弄,也不能根除.电网中有时也存在非整数倍谐波,称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。谐波实际上是一种 搅扰量,使电网受到“污染”,电能质量下降。电工技术领域首要研讨谐波的发作、传输、丈量、损害及按捺,其频率规模一般 为2≤n≤40。
二、谐波损害
关于电力体系来说,电力谐波的损害首要体现有以下几方面:
(1)添加输、供和用电设备的额定附加损耗,使设备的温度过热,下降设备的利用率和经济效益:
(2)电力谐波对输电线路的影响:
谐波电流使输电线路的电能损耗添加。当写入电网的谐波频率坐落在网络谐振点附近的谐振区内时,对输电线路和电力电缆线路会形成绝缘击穿。
(3)电力谐波对变压器的影响:
谐波电压的存在添加了变压器的磁滞损耗、涡流损耗及绝缘的电场强度,谐波电流的存在添加了铜损。对带有非对称性负荷的变压器而言,会大大添加励磁电流的谐波重量。
(4) 电力谐波对电力电容器的影响:
富含电力谐波的电压加在电容器两头时,因为电容器对电力谐波阻抗很小,谐波电流叠加在电容器的基波上,使电容器电流变大,温度添加,寿数缩短,导致电容器过负荷甚至爆破,一起谐波还可能与电容器一起在电网中形成电力谐波谐振,使毛病加重。
(5)影响继电保护和自动设备的作业可靠性:
格外关于电磁式继电器来说,电力谐波常会导致继电保护及自动设备误动或拒动,使其动作失掉选择性,可靠性下降,简略形成体系事故,严峻要挟电力体系的安全运转。
(6)对通讯体系作业发作搅扰:
电力线路上流过的幅值较大的奇次低频谐波电流经过磁场耦合时,会在附近电力线的通讯线路中发作搅扰电压,搅扰通讯体系的作业,影响通讯线路通话的清晰度,甚至在极点的情况下,还会要挟着通讯设备和人员的安全。
(7)对稳压电源设备的影响:
电力谐波会使电视机、核算机的图形畸变,画面亮度发作动摇改变,并使机内的元件温度呈现过热,使核算机及数据处理体系呈现过错,严峻甚至损害机器。
此外,电力谐波还会对丈量和计量仪器的指示不准确及整流设备等发作不良影响,它现已成为当时电力体系中影响电能质量的大公害。
三、谐波是怎么出现的及过程
向共用电网写入谐波电流或在共用电网上发作谐波电压的电气设备称为谐波源。厂里面下料看订单,订单来了才知道是欧标、美标还是国标,标准不同下料也是不同的。反过来我们局外人可以这样子理解:也许国标普通应用对输出波纹和对电网干扰要求低呢,具有非线性特性的电气设备是首要的谐波源,例如带有功率电子器件的变流设备,交流控制器和电弧炉、感应炉、荧光灯、变压器等。
谐波发作的根本原因是因为非线性负载所致。当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性联系,就形成非正弦电流,然后发作谐波。
谐波频率是基波频率的整倍数,依据法国数学家傅立叶(M.Fourier)剖析原理证实,任何重复的波形都能够分解为富含基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波重量。谐波是正弦波,每个谐波都具有不一样的频率、起伏与相角。谐波能够区分为偶次与奇次谐波。在平衡的三相体系中,因为对称联系,偶次谐波现已被消除了,只有奇次谐波存在,奇次谐波导致的损害比偶次谐波更多更大。中国工业企业也不断添加的运用发作谐波的电气设备,例如晶闸管电路供电的直流提升机、交-交变频设备、轧钢机直流传动设备、晶闸管串级调速的风机水泵和锻炼电弧炉等。这些设备取用的电流对错正弦形的,其谐波重量使体系正弦电压发作畸变。谐波电流的量取决于谐波源设备自身的特性及其作业状况,而与电网参数无关,故可视为恒流源。 各种晶闸管电路发作的谐波次数与其电路方法有关,称为该电路的特征谐波。除特征谐波外,在三相电压不平衡,触发脉冲不对称或非安稳作业状态下,上述电路还会发作非特征谐波。进行谐波剖析和核算最有含义的是特征谐波,假如5,7,11,13次等。如直流侧电流波纹较大,则5次谐波幅值将增大,其他各次谐波幅值将削减。 当电网接有多个谐波源时,因为各谐波源的同次谐波电流重量的相位不一样,其和将小于各重量的算术和。 变压器激磁电流中富含3,5,7等各次谐波重量。因为变压器的原副边绕组中总有一组为角形接法,为3次谐波供给了通路,故3次谐波电流不流入电网。但当各相激磁电流不平衡时,可使3次谐波的残余重量(最多可达20%)进入电网。
四、谐波处理
管理谐波疑问,按捺辐射搅扰和供电体系搅扰,可采纳屏蔽、阻隔、接地及滤波等技术手段。在后面加上稳压滤波电路,波纹可抑制得很小,如果在稳压直流电源的输出后加一级稳压滤波电路或也有好效果,管理谐波的首要办法有:加大体系短路容量;进步供电电压等级;添加变流设备的脉动数;改进体系的运转方法,设置交流滤波器等都能减小体系中的谐波成分。交流滤波器又分为无源滤波器和有源滤波器两种。有源滤波器是一种向体系写入抵偿谐波电流,以抵消非线性负荷所发作的谐波电流的能动式滤波设备。它能对改变的谐波进行敏捷的动态盯梢抵偿,且抵偿特性不受体系阻抗影响。其构造相对复杂,运转损耗较大,设备造价高;在抵偿谐波的一起,也会写入新的谐波。无源滤波器(又称LC滤波器)是利用LC谐振原理,人为地形成一条串联谐振支路,为欲滤除的首要谐波供给阻抗极低的通道,使之不写入电网。在后面加上稳压滤波电路,波纹可抑制得很小,如果在开关电源的输出后加一级稳压滤波电路或也有好效果,LC滤波器构造简略,吸收谐波作用显着;但仅对固有频率的谐波有较好的抵偿作用;且抵偿特性受电网阻抗的影响很大,在特定频率下,电网阻抗和LC滤波器之间可能会发作并联谐振或许串联谐振。最佳是用纯粹直流电源供电,假如非得用交流通直流,那也仅仅用交流通直流给电池充电,然后用电池带负载。

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