三、電力系統(tǒng)諧波治理
限于篇幅問題，本文在此只介紹基于改造諧波源本身的諧波抑制方法，基于改造諧波源本身的諧波抑制方法一般有以下幾種。
(1)增加整流變壓器二次側(cè)整流的相數(shù)
對于帶有整流元件的設(shè)備，盡量增加整流的相數(shù)或脈動數(shù)，可以較好地消除低次特征諧波，該措施可減少諧波源產(chǎn)生的諧波含量，一般在工程設(shè)計(jì)中予以考慮。因?yàn)檎髌魇枪╇娤到y(tǒng)中的主要諧波源之一，其在交流側(cè)所產(chǎn)生的高次諧波為tK 1次諧波，即整流裝置從6脈動諧波次數(shù)為n=6K 1，如果增加到12脈動時(shí)，其諧波次數(shù)為n=12K 1(其中K為正整數(shù))，這樣就可以消除5、7等次諧波，因此增加整流的相數(shù)或脈動數(shù)，可有效地抑制低次諧波。不過，這種方法雖然在理論上可以實(shí)現(xiàn)，但是在實(shí)際應(yīng)用中的投資過大，在技術(shù)上對消除諧波并不十分有效，該方法多用于大容量的整流裝置負(fù)載。
(2)整流變壓器采用Y/ 或 /Y接線
該方法可抑制3的倍數(shù)次的高次諧波，以整流變壓器采用 /Y接線形式為例說明其原理，當(dāng)高次諧波電流從晶閘管反串到變壓器副邊繞組內(nèi)時(shí)，其中3的倍數(shù)次高次諧波電流無路可通，所以自然就被抑制而不存在。但將導(dǎo)致鐵心內(nèi)出現(xiàn)3的倍數(shù)次高次諧波磁通(三相相位一致)，而該磁通將在變壓器原邊繞組內(nèi)產(chǎn)生3的倍數(shù)次高次諧波電動勢，從而產(chǎn)生3的倍數(shù)次的高次諧波電流。因?yàn)樗鼈兿辔灰恢拢荒茉?形繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，將能量消耗在繞組的電阻中，故原邊繞組端子上不會出現(xiàn)3的倍數(shù)次的高次諧波電動勢。從以上分析可以看出，三相晶閘管整流裝置的整流變壓器采用這種接線形式時(shí)，諧波源產(chǎn)生的3n(n是正整數(shù))次諧波激磁電流在接線繞組內(nèi)形成環(huán)流，不致使諧波注入公共電網(wǎng)。這種接線形式的優(yōu)點(diǎn)是可以自然消除3的整數(shù)倍次的諧波，是抑制高次諧波的最基本方法，該方法也多用于大容量的整流裝置負(fù)載。
(3)盡量選用高功率因數(shù)的整流器
采用整流器的多重化來減少諧波是一種傳統(tǒng)方法，用該方法構(gòu)成的整流器還不足以稱之為高功率因數(shù)整流器。高功率因數(shù)整流器是一種通過對整流器本身進(jìn)行改造，使其盡量不產(chǎn)生諧波，其電流和電壓同相位的組合裝置，這種整流器可以被稱為單位功率因數(shù)變流器(UPFC)。該方法只能在設(shè)備設(shè)計(jì)過程中加以注意，從而得到實(shí)踐中的諧波抑制效果。
(4)整流電路的多重化
整流電路的多重化，即將多個(gè)方波疊加，以消除次數(shù)較低的諧波，從而得到接近正弦波的階梯波。重?cái)?shù)越多，波形越接近正弦波，但其電路也越復(fù)雜，因此該方法一般只用于大容量場合。另外，該方法不僅可以減少交流輸入電流的諧波，同時(shí)也可以減少直流輸出電壓中的諧波幅值，并提高紋波頻率。如果把上述方法與PWM技術(shù)配合使用，則會產(chǎn)生很好的諧波抑制效果。該方法用于橋式整流電路中，以減少輸入電流的諧波。
當(dāng)然，除了基于改造諧波源本身的諧波抑制方法，還有基于諧波補(bǔ)償裝置功能的諧波抑制方法，它包括加裝無源濾波器、加裝有源濾波器、裝設(shè)靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC)等等，在此就不再詳細(xì)論述。
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，電能質(zhì)量問題已越來越引起用戶和供電部門的重視。應(yīng)用先進(jìn)的電能質(zhì)量測試儀器不僅能大大提高電能質(zhì)量的監(jiān)測與治理水平，同時(shí)還可建立先進(jìn)可靠的電能質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)分析和反映電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平，找出電網(wǎng)中造成電能質(zhì)量諧波及故障的原因，采取相應(yīng)的措施，為保證電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供重要的保障。
參考文獻(xiàn)：
電能質(zhì)量－公用電網(wǎng)諧波 GB／T14549-1993[J]
呂潤馀．電力系統(tǒng)高次諧波．[M]．北京：中國電力出版社，1998
陳偉華． 電磁兼容實(shí)用手冊．北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1998 上一頁 [1] [2] [3]
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