終結(jié)諧波失真

2010-01-15 Kari O Kovanen ABB

  諧波失真是全世界所面臨的一個(gè)難題,它所造成的影響是電力公司和電力用戶最擔(dān)心的?焖僭龆嗟碾娮雍碗娏υO(shè)備(例如蓄電池、計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備和熒光燈)所產(chǎn)生的諧波干擾著供電網(wǎng)絡(luò)。變頻器也會(huì)產(chǎn)生諧波,這是高耗電量的泵送過程所面臨的重要問題。

  變頻器制造商一直在努力減少變頻器所導(dǎo)致的諧波失真的程度。傳統(tǒng)的方法是為驅(qū)動(dòng)器安裝額外的組件——電抗器、無源濾波器或多相整流器——以減少變頻器的總諧波失真(THD)。利用這些組件都能夠或多或少的減少諧波。

  電抗器現(xiàn)在是大多變頻器的標(biāo)準(zhǔn)配置,可以將目前的總諧波失真降低至30-40%,但對(duì)于低于30%的總諧波失真無能為力。

  采用外部組件降低諧波時(shí),每增加一個(gè)組件都會(huì)增加成本和系統(tǒng)的復(fù)雜度,增加變頻器的能耗,還可能會(huì)成為潛在的故障源。至關(guān)重要的是,將諧波減少至7%左右通常并不能滿足標(biāo)準(zhǔn),也不能永久地保護(hù)敏感設(shè)備免受損壞。

  多相整流技術(shù)需要額外的移相變壓器和一個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)整流器,這需要更多的電纜,會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度以及成本。而且這種變壓器的制造比較困難,因?yàn)樗鼈儾皇呛唵蔚妮斉湓O(shè)備。一臺(tái)12相的輸入整流器可以將總諧波失真控制在8-12%,一臺(tái)18相的輸入整流器則可以將總諧波失真降低至5-8%。

無諧波緩解系統(tǒng)的泵系統(tǒng)可能會(huì)導(dǎo)致供電網(wǎng)出現(xiàn)較高的總諧波失真

無諧波緩解系統(tǒng)的泵系統(tǒng)可能會(huì)導(dǎo)致供電網(wǎng)出現(xiàn)較高的總諧波失真(THD)

  無源濾波器通?梢詫⒖傊C波失真減少至6-8%,但需要在驅(qū)動(dòng)器外圍連接額外的組件(濾波器)。這可能會(huì)導(dǎo)致變頻器、濾波器和其他組件之間出現(xiàn)質(zhì)量或兼容性問題。因此它們通常與備用電源不兼容。

  以上解決方案在某種程度上都要依賴外部的組件來減少諧波。每增加一個(gè)組件都會(huì)增加成本和系統(tǒng)的復(fù)雜度,增加變頻器的能耗,還可能會(huì)成為潛在的故障源。至關(guān)重要的是,將諧波減少至7%左右通常并不能滿足標(biāo)準(zhǔn),也不能永久地保護(hù)敏感設(shè)備免受損壞。

低諧波驅(qū)動(dòng)器

  ABB開發(fā)了一系列低諧波變頻器來解決現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)設(shè)備在降低諧波失真方面所出現(xiàn)的問題。

  ABB公司表示,這種驅(qū)動(dòng)器能夠?qū)⒅C波減少至前所未有的程度,而且無需外部設(shè)備。它們還可以將泵的能耗減少50%或更多。低諧波失真變頻器可以滿足最嚴(yán)格的諧波標(biāo)準(zhǔn),例如EN 61000-3-12、IEEE519和G5/4-1。

  低諧波變頻器是ABB工業(yè)驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)類別,在全世界的工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用了100多萬臺(tái)。這種變頻器不需要外部濾波器、多相整流器或其他額外的諧波減少設(shè)備,從而減少了組件的數(shù)量、復(fù)雜程度和線纜,以及變頻器的維護(hù)需求、能耗和生命周期成本。

  低諧波變頻器不需要額外的諧波減少設(shè)備,從而減少了組件的數(shù)量、復(fù)雜程度和線纜,以及變頻器的維護(hù)需求、能耗和生命周期成本。

ABB的低諧波變頻器是安裝在墻上的,功率范圍5.5-110 kW。功率較大的變頻器(5.5-2700 kW)可以采用電纜安裝

ABB的低諧波變頻器是安裝在墻上的,功率范圍5.5-110 kW。功率較大的變頻器(5.5-2700 kW)可以采用電纜安裝

  這種變頻器使用有源整流器消除低頻諧波,用ICI(電感器、電容器、電感器)線性濾波器減少高頻諧波。這可以將諧波電流失真減少至全負(fù)載狀態(tài)下變流器額定電流的3-5%,低于其他方法。

  這種變頻器可以將所有運(yùn)行條件下的功率因數(shù)控制在恒定值,補(bǔ)償無功功率。它們甚至可以在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)發(fā)揮作用,例如電壓不穩(wěn)、變壓器不穩(wěn)、電網(wǎng)諧波和供電中斷。