文档介绍：7电能质量控制技术
概述
“控制”——控制、抑制、缓解、减缓、消除
传统电能质量:
电压偏差的调整—无功补偿来支撑电压的稳定
频率偏差的调整—有功的调整(电厂)
三相不平衡的补偿—补偿、合理分配单相负荷
现代电能质量:
谐波的抑制
电压波动与闪变的控制
电压暂降与短时间中断的缓解
现代电能质量的特点是变化快, 传统的方法是很难进行实时的补偿或控制,因此现代电能质量控制技术是基于电力电子技术、蓄能技术、信息处理技术发展起来的。
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7电能质量控制技术
电力电子器件:
正在向高耐压、大电流、低损耗及高频化方向发展
储能:
铅酸电池、NaS电池、飞轮储能、超级电容、超导储能
信息处理:
检测、控制、通讯、数据共享
本章主要内容:
现代电能质量控制技术:谐波的抑制、电压波动与闪变的控制、电压暂降与短时中断的缓解
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一、电源设备与谐波控制
发电机
在三相发电机中,采用星形连接,线电动势中不出现3次及倍数次谐波电动势。
凸极同步发电机采用适当的极靴宽度和不均匀的气隙长度,使气隙磁场的波形尽可能接近正弦分布。
采用短距绕组
绕组的分布等
采用以上措施后,发电机的谐波电动势畸变率小于1(近似理想正弦波)
变压器
通过其绕组的巧妙连接,可有效减少某些次数的谐波。如三角形连接的变压器可有效消除3次及其倍数次谐波。
电容器的合理配置(避免谐振、放大)
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二、整流设备与谐波控制
1、增加整流装置的脉动数
整流装置产生的特征谐波电流次数:
h=kp±1 (k=1,2,…) p脉动数
当脉动数增多时,次数较低、幅度较大的谐波得到消除,谐波源产生的谐波电流将减小。
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2、PWM整流器
3、功率因数及波形校正技术
M)
控制电流跟踪电压波形,使功率因数接近1
不连续导通模式(DCM)
采用高频开关器件控制电流
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三、交流滤波器
利用电容与电感形成无源滤波器,能够有效滤除某次或某些次的谐波。理论上讲,当某次谐波滤波器调谐到该频率时,滤波器所呈现的阻抗为零,可全部吸收该次谐波。
1、单调谐滤波器
单调谐滤波器通常以需消除的h次谐波频率为出发点进行设计。设基波频率为f1,谐振频率为:
品质因数一般取30~60.
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双调谐滤波器是调谐到两个串联
谐振频率的滤波器
串联回路调谐频率:
并联回路调谐频率:
一般取串、并调谐频率相等
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双调谐滤波器的无功补偿
在工频频率点,串联回路呈容性,并联回路呈感性,无功由串联回路电容实现,忽略并联回路的感性影响,有:
特点:
两个串联谐振点,1个并联谐振点
构成复杂、调谐困难
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3、二阶减幅滤波器
二阶减幅滤波器是在实际工程中应用最广泛的高通滤波器,用于吸收某次及以上的各次谐波
截止频率
结构参数:
品质因数: ~
滤波器工程设计原则:
滤除谐波
无功补偿的要求
由于系统阻抗往往呈现为感性,为防止对调谐点谐波电流的放大,单调谐滤波器的调谐次数应偏离所要滤除的主要谐波的次数。一般情况下,~。
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四、有源电力滤波器
有源电力滤波器采用与交流滤波器完全不同的原理,通过产生与补偿谐波形状一致、相位相反的电流,来抵消非线性负荷产生的谐波电流,以使谐波不流入公共供电回路。 即:负荷需要的谐波由补偿装置提供,系统只提供基波电流,达到消除谐波的目的。
负荷电流
滤波器提供的补偿电流
滤除谐波
无功补偿+滤除谐波
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