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APF有源電力濾波器節(jié)能降耗分析

APF有源電力濾波器節(jié)能降耗分析

2021/10/20 11:16:33

分析有源電力濾波器的節(jié)電性能,首先要分析諧波和無(wú)功功率帶來(lái)的能量損耗問(wèn)題。

國(guó)際上公認(rèn)的諧波定義為:“諧波是一個(gè)周期電氣量的正弦波分量,其頻率為基波頻率的整倍數(shù)”。


一、變壓器上的損耗。

負(fù)載電流中含有諧波時(shí),將在三個(gè)方面引起變壓器發(fā)熱的增加:

1、均方根值電流。

如果變壓器容量正好與負(fù)荷容量相同,那么諧波電流將使得均方根值電流大于額定值??偩礁惦娏鞯脑黾訒?huì)引起導(dǎo)體損耗增加。

2、渦流損耗。

渦流是由磁鏈引起的變壓器的感應(yīng)電流。感應(yīng)電流流經(jīng)繞組、鐵芯以及變壓器磁場(chǎng)環(huán)繞的其它導(dǎo)體時(shí),會(huì)產(chǎn)生附加發(fā)熱。這部分損耗以引起渦流的諧波電流的頻率的平方增加。因此,該損耗是變壓器諧波發(fā)熱損耗的重要組成部分。

3、鐵芯損耗。

鐵損的增加取決于諧波對(duì)外加電壓的影響以及變壓器鐵芯的設(shè)計(jì)。電壓畸變的增加將使得鐵芯疊片中渦流電流增加,總的影響取決于鐵芯疊片的厚度以及鋼芯的質(zhì)量。


二、中性線上的損耗。

中性線上流過(guò)的是零序電流。正常情況下系統(tǒng)中的零序電流含量很低,但諧波中的三次、六次等三的倍數(shù)次諧波均屬于零序分量,都會(huì)流過(guò)中性線,將在中性線上產(chǎn)生較大的損耗,并導(dǎo)致中性線嚴(yán)重發(fā)熱,甚至可能起火造成火災(zāi)。


三、饋電線路上的損耗。

如前所述,總均方根值電流的增加會(huì)引起饋電線路上的損耗增加。


四、旋轉(zhuǎn)電機(jī)等負(fù)載上的諧波損耗。

電機(jī)受諧波電壓畸變的影響較大。電機(jī)末端的諧波電壓畸變,在電機(jī)里表現(xiàn)為諧波磁鏈。諧波磁鏈對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩沒(méi)有太大影響,但是它以與轉(zhuǎn)子同步頻率不同的頻率旋轉(zhuǎn),在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出高頻電流,其影響類(lèi)似于基波負(fù)序電流的影響。諧波電壓畸變將引起電機(jī)的效率下降、發(fā)熱、振動(dòng)和高頻噪聲。無(wú)功功率會(huì)增加饋線上電流有效值,增大線損,因此在此不再贅述。


計(jì)算有源電力濾波器的節(jié)能性能時(shí),只需計(jì)算出有源電力濾波器補(bǔ)償前總的由諧波、無(wú)功及不平衡電流帶來(lái)的損耗,再計(jì)算出補(bǔ)償后的這部分損耗,兩者的差值再減去有源電力濾波器本身的損耗,即可得出有源電力濾波器在節(jié)能方面的貢獻(xiàn)。

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王靜
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