電力諧波就是電能中包含的諧波成分,分為諧波電壓和諧波電流。
首先,了解什么是諧波。
諧波是與基波對(duì)應(yīng)的一個(gè)概念。
如果有一個(gè)頻率為f正弦波,那么頻率為nf的正弦波就稱為頻率為f的正弦波的n次諧波,而頻率為f的正弦波就是基波(含義為基本波形)。例如,我們的電力電壓波形為50Hz的正弦波,則3次諧波就是150Hz的正弦波,5次諧波就是250Hz的正弦波。
用數(shù)學(xué)的方法可以證明,任何一個(gè)周期性波形都可以分解成基波和諧波。因此,當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變時(shí),就表示其中包含了諧波成分。
圖1是包含了5次諧波和7次諧波的波形,5次和7次諧波是工業(yè)上最典型的兩種諧波。
圖1 含有5次和7次諧波的畸變波形
如果諧波成分是電流,就叫諧波電流。如果諧波成分是電壓,就叫諧波電壓。
諧波電流是導(dǎo)致變壓器過(guò)熱、電纜過(guò)熱、跳閘、無(wú)功補(bǔ)償裝置燒毀的主要原因。
諧波電壓是電子設(shè)備誤動(dòng)作的主要原因。在處理電子設(shè)備受干擾的問(wèn)題是,更加關(guān)注電子設(shè)備接入電網(wǎng)的位置的諧波電壓畸變率。一般要求電壓畸變率小于5%。
諧波電流與諧波電壓之間的關(guān)系是很多人搞不清的概念。了解他們之間的關(guān)系對(duì)于正確解決電能質(zhì)量問(wèn)題十分重要,下面對(duì)這兩者的關(guān)系進(jìn)行講解,
諧波電流是諧波的根源,諧波電壓是諧波電流的產(chǎn)物。因此,要徹底解決諧波導(dǎo)致的各種問(wèn)題,就要從控制諧波電流入手。
諧波電壓是諧波電流流過(guò)線路阻抗時(shí)產(chǎn)生的,對(duì)于特定的配電系統(tǒng),諧波電流與諧波電壓之間的關(guān)系如下(歐姆定律):
諧波電壓 = 諧波電流 X 電網(wǎng)阻抗
式中:電網(wǎng)阻抗包括了變壓器的阻抗和配電線的阻抗,如圖1所示。
較大的諧波電流并不一定導(dǎo)致較大的諧波電壓。只有當(dāng)系統(tǒng)阻抗較大時(shí),諧波電流才會(huì)產(chǎn)生較大的諧波電壓。圖2(a)中的情況是變壓器容量較小(對(duì)應(yīng)阻抗較大)的情況,這時(shí),雖然電流(上圖)畸變率并不大(所含的諧波電流成分較小),但是電壓(下圖)出現(xiàn)嚴(yán)重的畸變。圖2(b)中的情況是變壓器容量較大(對(duì)應(yīng)阻抗較低)的情況,這時(shí),雖然電流(上圖)畸變率很大(所含的諧波電流成分較小),但是電壓(下圖)并未出現(xiàn)嚴(yán)重的畸變。
圖2 電壓畸變率與變壓器容量有關(guān)
通過(guò)圖2可知,在阻抗較高的系統(tǒng)中,諧波對(duì)電子設(shè)備的危害更大。
當(dāng)出現(xiàn)了諧波的問(wèn)題時(shí),首選的解決方案是在諧波源處采取措施,消除負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流。這時(shí)解決問(wèn)題的理想的方法。HTHF諧波濾波器就是為了這個(gè)目的開發(fā)的諧波濾波器。在諧波源設(shè)備的電源輸入端,安裝一臺(tái)HTHF諧波濾波器,就能夠?qū)⒅C波電流減小到可以忽略的程度,減小諧波電流造成的各種危害。
如果由于諧波電壓過(guò)大導(dǎo)致電子設(shè)備工作異常,并且諧波源負(fù)載不能治理(例如,歸屬于另外一家企業(yè),而本企業(yè)沒有能力要求其進(jìn)行整改),這時(shí),只能對(duì)敏感設(shè)備的電源進(jìn)行凈化,消除其中的諧波電壓成分。PQC電能調(diào)節(jié)器就是為了這個(gè)用途而開發(fā)的設(shè)備,它能夠消除電網(wǎng)上的各種污染,為電子設(shè)備提供純凈的交流電。