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任何晶閘管整流設備對電網都是諧波源,當諧波含量過大時,將嚴重干擾電網其他設備的正常運行,因此對于大功率整流設備提出諧波抑制措施是非常必要的。
諧波含量大小與下列因素有關:
(1)設備功率大小。功率越大,尤其與供電變壓器容量越接近,電網諧波含量越大。
(2)設備工作狀態。當整流設備的觸發延時角α越大,諧波含量越小,在理想工況下,對于三相全控晶閘管整流設備,當α=00時,諧波含量為5.74%
(3)諧波次數。三相全控整流橋含有特征諧波次數為2K±1次(即5、7次諧波為主),當6只晶閘管工作不等間距時,除特征諧波外,還含有非特征諧波。
諧波抑制主要有以下幾項措施:
(1)將交-直-交變頻器的平波電抗由6mH加大至8mH,使得逆變側8KHZ中頻全部被平波電抗隔離,從而對整流側無影響。
(2)整流控制電路的6路晶閘管觸發脈沖由硬件分頻電路產生,其等間距的對稱性由邏輯門電路來保證,因此在靜態工況下,觸發脈沖的對稱性特別好,因而電網諧波含量中不包含非特征諧波。在動態調節過程中,過渡過程會出現脈沖不對稱性情況,但是過程非常短暫,對電網影響不大。
(3)加大進線電抗的電抗值使得特征諧波基本降落在進線電抗上。
對于400KW設備,額定功率下進線電流為660A,如果進線電抗設計為50μH,則對于工頻50Hz信號的阻抗為0.0157Ω,進線電抗壓降為10V,對于5次諧波阻抗為0.0785Ω,對于7次諧波阻抗為0.11Ω。如果將進線電抗設計為100μH,則對于工頻50Hz信號壓降為20V,對于諧波的抑制作用增加1倍。
該方法對于供電電壓較高的電網是較經濟的。一方面使諧波抑制作用加強,令一方面使得α角較小,諧波含量降低。
(4)增加無功補償設備
400KW和800KW設備所需無功補償電容量是不同的。最終補償效果按進線功率因數計算,使得進線功率因數在0.85-0.9之間為宜。