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谐波可使电气系统过载,增加电力需求和损耗,损坏设备甚至导致系统关闭。

工厂与工业区的首要任务之一是控制运营成本和设备成本,保护利润。 在设备寿终正寝之前更换设备会导致资本支出增加15%,运营成本上升10%之多。 采取适当的谐波抑制解决方案有助于避免这些成本问题。

谐波是导致接线和变压器过载的无用电流,它们会产生热量,对供电线路造成干扰,从而导致费用增加。 在有大量电机运行的工业环境中,未加抑制的谐波可能缩短设备使用寿命或至少降低设备可靠性。 谐波可使电气系统过载,增加电力需求,损坏设备甚至导致系统关闭。

谐波抑制解决方案大比拼

用于驱动器的交流电抗器和直流电抗器 有助于消除变频器(VFDs)中的电流,扩大流量,降低振幅,抑制部分谐波。 这是价格最合理、最紧凑的解决方案,但在抑制谐波失真方面总体效果不佳。 如果抑制谐波并非当务之急,而是需要过滤失真现象最为严重的谐波,则最适合采用该解决方案。

12脉波配置可以最高效地控制电力损失,适用于大型驱动器。 该解决方案需要一台30°相移的变压器和一台6脉波换流桥,连接到各输出端口。 12脉波解决方案效率高、抑制谐波效果佳,但不易实施,价格也并非最低。

无源滤波器 包含安装在一个共振电路配置中的电抗器和电容器,该配置被调整到将要消除的谐波次数频率。 由于无源滤波器一次只处理一个运行点,因此它是一款经济的解决方案,但对于部分负载效率不高。 无源滤波器处理部分负载时功率因数低,这一缺点可能会在电网内造成共振。

有源滤波器的工作原理是测量谐波电流并生成与所测频谱反相的谐波电流频谱。 需选择大型滤波器以补偿降低的功率因数。 有源滤波器解决方案可抑制在同一网络中并联运行的多个驱动器的谐波,价格适中,是个不错的解决方案。

低谐波驱动器配置与一台普通逆变器(将直流电源转换为交流电源)所消耗的能源相当。 它使系统能够调节主电流的波形,避免谐波带来的影响及待机功耗。 低谐波驱动器需要更大的整体空间,成本适中。 与有源滤波器相比,低谐波驱动器操作更加简易且物有所值,是一个有效的解决方案。

总之,如果抑制谐波并非当务之急,而是需要过滤失真现象最为严重的谐波,则最适合采用电抗器解决方案。 有源滤波器解决方案非常适合抑制在同一耦合点并联运行的多个驱动器的谐波。 12脉波解决方案最高效也最复杂。 对于某个应用,若抑制谐波是一项十分重要的任务,那么低谐波驱动器是最佳的解决方案。

做出正确的选择

最佳谐波抑制解决方案取决于负载的性质以及工业环境中相连接设备的电力需求。 选择时需考虑的因素包括:


  • 紧凑性或所需的整体空间
  • 操作简易性
  • 谐波抑制效果
  • 节能增效
  • 性价比和实用价值

在施耐德电气提供的《通过抑制工业环境中的谐波来降低运营成本》白皮书中详细比较了各解决方案。
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