Гармоники в современных системах электроснабжения: определение, причины и решения

Понимание гармоники: растущая озабоченность в энергетических системах

Поскольку современные энергетические системы развиваются с быстрым прогрессом в силовой электронике, один вопрос становится все более важным, но часто упускается из виду: гармоники.Интеграция высокопроизводительных полупроводниковых устройств, таких как тиристоры, MOSFET и IGBT привели к значительному росту нелинейных нагрузок в электрических сетях. Эти нагрузки искажают синусоидную природу волновых форм тока и напряжения,в результате гармоники .

В более ранних системах, в которых доминировали линейные нагрузки, качество электроэнергии в значительной степени было ответственностью коммунального предприятия.показатели качества питания, такие как гармоническиеЯсное понимание гармоники имеет важное значение для всех, кто участвует в проектировании системы, эксплуатации или устранении неполадок.

1Что такое гармоники?

Согласно китайскому национальному стандарту GB/T 24337 (Качество электроэнергии - Межгармония в общественных электрических сетях),Гармоники определяются как компоненты электрического сигнала, частоты которых являются целыми кратными фундаментальной частоты системы.

В Китае стандартная сетевая частота составляет 50 Гц. Гармонии на частотах 100 Гц, 150 Гц, 200 Гц и т. д. называются 2-й, 3-й, 4-й гармониями и т. д. Гармонии можно классифицировать двумя основными способами:

По последовательностиПоложительная последовательность, отрицательная последовательность и нулевая последовательность.

По кратному частоте:

• Гармоники нечетного порядка(3-е, 5-е, 7-е и т.д.)
• Гармоники четного порядка(2-е, 4-е, 6-е и т.д.)

Необычные гармонии чаще встречаются на практике и могут контролироваться с помощью системных данных или инструментов анализа формы волны.

2Что вызывает гармонику?

Гармоники обычно возникают при применении синусоидального напряжения к нелинейным нагрузкам.

• Мощное электронное оборудование: приводы переменной частоты (VFD), выпрямители и инверторы, которые генерируют доминирующие 3-е, 5-е, 7-е и более высокие гармонии.
• Промышленные машины: дуговые печи, люминесцентное освещение и индукционные нагреватели.

Эти устройства нарушают линейные отношения между напряжением и током, вызывая искажение формы волны и впрыск гармонических токов в систему.сбой изоляции, неисправность оборудования, ложное срабатывание и даже широко распространенная нестабильность системы.

В последние годы рост систем возобновляемой энергетики (например, фотоэлектрики и ветра) привел к увеличению числа инверторов и преобразователей в сеть,увеличение гармонического отпечатка и повышение требований к современному управлению энергосистемой.

3Как смягчить гармонику: многогранная стратегия

Эффективное смягчение гармонических воздействий требует сочетания проактивного проектирования, стратегического выбора оборудования и коррекционных технологий.

(1) Контроль со стороны источникаОптимизируя конструкцию нагрузки и выбирая низкогармоничные устройства, генерация гармоний может быть сведена к минимуму у источника.

(2) Защита оборудования: Для чувствительных устройств применяются стратегии изоляции или смягчения воздействия электромагнитных помех (ЭМИ) для уменьшения воздействия гармоний.

(3) Растворы фильтрации:

• Пассивные фильтры: экономически эффективный и подходящий для фильтрации специфических постоянных частотных гармоник.
• Активные фильтры: более универсальные и эффективные в динамичной среде, но стоят дороже.

Примечание: развертывание фильтра должно быть тщательно оценено, чтобы избежать потенциального резонанса с сеткой.

Заключение

В современных энергетических системах гармоническое искажение становится все более актуальной проблемой, поскольку энергетические инфраструктуры становятся все более сложными.и смягчающие гармонику должны стать стандартной практикой для инженеров и специалистов энергетикиПри наличии соответствующих знаний и инструментов можно обеспечить качество электроэнергии, обеспечивая как надежность, так и эффективность электросетей следующего поколения.

Обращайтесь к нам за бесплатной оценкой и индивидуальным решением:

Электронная почта:За рубежом@fengguang.com

Добавьте:Jincheng Road, зона экономического развития, округ Вэншань, провинция Шаньдун, Китай.