安(ān)科瑞 鮑靜(jìng)君

　　01 簡述(shù)

　　各種電子(zǐ)設(shè)備和(hé)電子(zǐ)計算機，都(dū)需(xū)要由穩(wěn)定的直流電(diàn)源供電
。通(tōng)常都是將工(gōng)業用(yòng)的交(jiāo)流(liú)電經(jīng)變換來獲得所需的直流(liú)電
。傳統的(dí)把(bǎ)交流(liú)電變換成穩(wěn)定(dìng)的直(zhí)流(liú)電(diàn)的方式(shì)主要分為變壓，整流，濾(lǜ)波，穩壓(yā)等四(sì)個(gè)過(guò)程(chéng)
。

　　02 單(dān)相整流(liú)設(shè)備(bèi)諧波(bō)分析

　　常(cháng)見的(dí)單相整(zhěng)流負(fù)載主要(yào)有，以電視機為代(dài)表的家用電(diàn)器(qì)，特別是變頻空調，電磁爐(lú)等(děng)；節能燈(dēng)，調光(guāng)燈等照(zhào)明(míng)設備；大尺(chǐ)寸的(dí)LED屏幕（采用(yòng)很(hěn)多(duō)開(kāi)關電(diàn)源並(bìng)聯供(gōng)電(diàn)）

　　1，單(dān)項可控整(zhěng)流電路(lù)原(yuán)理圖
。

　　2，單項(xiàng)可控(kòng)整(zhěng)流電路(lù)輸入(rù)電壓(yā)和輸(shū)出電壓(yā)波(bō)形(xíng)

　　3，單項可控整(zhěng)流輸(shū)入電(diàn)流(liú)波(bō)形(xíng)（發生畸變(biàn)）

　　4，輸入電(diàn)流波形(xíng)FFT分析(xī)，主要為150HZ(3次諧波(bō))，3N次諧(xié)波
。

　　諧波電流(liú)在流(liú)過變壓(yā)器(qì)時，會(huì)造(zào)成變(biàn)壓(yā)器(qì)的損耗增加(jiā)，從而(ér)導致(zhì)變(biàn)壓器的溫(wēn)度(dù)過(guò)高(gāo)
。其(qí)中(zhōng)，三(sān)次諧(xié)波電流造(zào)成變壓器(qì)過熱的情況很嚴重
。三次諧波還(huán)會引起(qǐ)跳閘，零(líng)綫過熱(rè)等諸(zhū)多問(wèn)題
。

　　03 6脈整(zhěng)流(liú)設備諧波(bō)分析

　　單向整流(liú)電路應(yīng)用(yòng)在負載功率(shuài)需(xū)求(qiú)較(jiào)小(xiǎo)的場合(hé)，一般不超過(guò)1KW
。而在機(jī)電產(chǎn)品中(zhōng)，有很多(duō)設(shè)備需要(yào)較大功率(shuài)的直流供電電壓，這就要采用(yòng)三相(xiāng)整(zhěng)流(liú)電(diàn)路
。比如(rú)工業變頻器，電弧(hú)焊機，車床，起重(zhòng)機等
。其輸出功率在(zài)幾(jī)千瓦(wǎ)~幾百千(qiān)瓦(wǎ)，由(yóu)於功率較(jiào)大(dà)，一般(bān)采用三相6脈(mài)整(zhěng)流電(diàn)路來(lái)提(tí)供(gōng)大功率(shuài)直流電壓輸(shū)出
。

　　1，6脈(mài)可(kě)控整(zhěng)流(liú)電(diàn)路(lù)原理(lǐ)圖(tú)
。

　　2，6脈(mài)可(kě)控整流電(diàn)路(lù)輸入電壓和(hé)輸出電(diàn)壓波(bō)形

　　3，6脈可控(kòng)整流輸入電流波形(xíng)（發生畸(jī)變(biàn)）

　　4，輸入電(diàn)流波形FFT分(fēn)析(xī)，主要(yào)為250HZ(5次(cì)諧波(bō))，350HZ(7次(cì)諧波(bō))，6N±1等其它高次諧波
。

　　04 12脈(mài)整(zhěng)流(liú)設(shè)備諧波分(fēn)析

　　12 脈(mài)波整流器由(yóu)一個(gè)整(zhěng)流變(biàn)壓器和(hé)兩(liǎng)個三相橋式電路構(gòu)成(chéng),整流(liú)變壓器(qì)為三(sān)繞(rào)組變(biàn)壓(yā)器(qì),兩(liǎng)個(gè)三相(xiāng)橋式電(diàn)路對稱,並分(fēn)別與整(zhěng)流變壓器的兩個低壓繞(rào)組連接
。12 脈(mài)波(bō)整流器(qì)通(tōng)過兩個(gè) 6 脈波(bō)三相橋式(shì)電(diàn)路(lù)的組合(hé),可(kě)以實(shí)現(xiàn) 12 脈動的效(xiào)果
。

　　1，12脈(mài)整流(liú)電路(lù)原(yuán)理圖(tú)
。

　　2，12脈可控(kòng)整(zhěng)流電(diàn)路輸入電壓(yā)和輸(shū)出(chū)電(diàn)壓波形

　　3，12脈(mài)可控(kòng)整流(liú)輸入電流波(bō)形（發生畸變）

　　4，輸入(rù)電流波(bō)形FFT分析，主要(yào)為550HZ(11次(cì)諧(xié)波)，650HZ(13次(cì)諧波)，12N±1等其它高次諧波(bō)
。

　　12脈(mài)波整流電路應用(yòng)於風(fēng)力發電(diàn)，自耦(ǒu)變(biàn)壓器，航空飛(fēi)機(jī)電(diàn)源整流等(děng)領(lǐng)域(yù)，軌道牽引(yǐn)設備
。APF和SVG 對 12 脈波整流器的(dí)電能質(zhì)量治理(lǐ),主(zhǔ)要(yào)是對 12 脈(mài)波(bō)整(zhěng)流(liú)器進行(háng)無(wú)功(gōng)補償和(hé)諧(xié)波(bō)治(zhì)理(lǐ)
。其無功補(bǔ)償比較容易(yì)實(shí)現(xiàn),而(ér)諧波治(zhì)理比(bǐ)較復雜
。

　　05 24脈整流設(shè)備諧波分析(xī)

　　24 脈(mài)波整流機(jī)組(zǔ)整流(liú)以(yǐ)大幅度減(jiǎn)少係統中的低次諧波(bō)含(hán)量
。其主要由(yóu) 2 台(tái)相(xiāng)同(tóng)容量的 12 脈波軸向(xiàng)雙(shuāng)分裂式牽引(yǐn)移相(xiāng)整流變壓器和(hé) 4 組由三相全波(bō)整流(liú)橋構(gòu)成(chéng)的(dí)整流(liú)器兩部(bù)分(fēn)共同組(zǔ)成
。具有諧(xié)波分量(liáng)低，電壓(yā)脈(mài)波小,濾波(bō)設(shè)備(bèi)所(suǒ)需資金(jīn)投入少等優點
。整(zhěng)流機(jī)組(zǔ)中(zhōng)的 2 台(tái)整流變壓器閥側均(jūn)有 2 套低(dī)壓繞(rào)組,分(fēn)別采(cǎi)用(yòng) Y 型和△型接綫,使得(dé) 2 套繞(rào)組的綫電壓(yā)形(xíng)成 30°的相(xiāng)位角
。網(wǎng)側繞組(zǔ)采(cǎi)用 2 種(zhǒng)不同(tóng)的(dí)延(yán)邊三角形接綫方(fāng)式進(jìn)行(háng)移相，左延△接(jiē)法實(shí)現(xiàn)移(yí)相+7.5°,右延(yán)△接法(fǎ)實現移相(xiāng)-7.5°
。通(tōng)過(guò)移相(xiāng)處理,得(dé)到(dào) 4 套閥側繞(rào)組的綫(xiàn)電(diàn)壓互(hù)差 15°的(dí)相位(wèi)角(jiǎo)
。它們各自經過(guò)由三相(xiāng)全波整流橋構(gòu)成的整流(liú)器整(zhěng)流,在(zài) 4 組整流(liú)器的(dí)直(zhí)流側(cè)並聯(lián)運行,組(zǔ)成 2x12 脈波整流(liú)係統
。

　　24 脈(mài)波整流(liú)係(xì)統低次(cì)諧(xié)波(bō)含(hán)量較(jiào)低(dī)，通常使(shǐ)用在高鐵，地鐵(tiě)等牽引(yǐn)係(xì)統(tǒng)
。

　　結束(shù)語

　　整流裝置產生(shēng)的諧(xié)波(bō)占所(suǒ)有(yǒu)諧波的近(jìn) 25-33%,對電(diàn)網(wǎng)的危害(hài)較大,諧波造(zào)成配電綫(xiàn)纜，變壓(yā)器發熱(rè),降(jiàng)低(dī)通話質(zhì)量(liáng),空氣開(kāi)關誤動(dòng)作,發(fā)電(diàn)機(jī)喘(chuǎn)振等不良(liáng)後果;諧(xié)波按電流相(xiāng)序分為(wéi)+序(3k+1 次(cì),k 為0和(hé)正整數(shù))，-序(xù)(3k+2次,k 為(wéi)0 和(hé)正(zhèng)整數(shù)).0序(3k 次,k 為(wéi)正整(zhěng)數),+序電流使(shǐ)損耗加重,-序(xù)電流(liú)使(shǐ)電機反(fǎn)轉，發(fā)熱,0 序(xù)電流(liú)使中綫電(diàn)流(liú)異常增(zēng)加(jiā)
。大(dà)量(liáng)的諧(xié)波(bō)電流(liú)注(zhù)入電網，造成電壓波形(xíng)畸(jī)變，供電質量下(xià)降，嚴重(zhòng)危(wēi)害供發(fā)電設(shè)備和用(yòng)電設(shè)備(bèi)
。

　　APF（有源濾波器(qì)） 是(shì)用(yòng)於對諧(xié)波進(jìn)行動(dòng)態治理(lǐ)的新型(xíng)電力電子裝置
。其克服(fú)了無源(yuán)濾(lǜ)波器(qì)容(róng)易(yì)引起振蕩，補償特性單(dān)一(yī)，易發(fā)生過載等(děng)不(bù)足,對(duì)諧波(bō)電流的(dí)補償效果不(bù)受係(xì)統(tǒng)阻抗影(yǐng)響(xiǎng)
。能(néng)夠(gòu)治理(lǐ)大小，頻率都變化的諧波,SVG(有(yǒu)源(yuán)無(wú)功補償(cháng)裝(zhuāng)置(zhì))可以對(duì)變化(huà)的(dí)無(wú)功(gōng)進(jìn)行(háng)補償(cháng),提高(gāo)係(xì)統整體的(dí)功率因(yīn)數;因此(cǐ)APF和SVG在(zài)需動態治(zhì)理諧波(bō)和無功的場(cháng)合(hé)得到廣泛(fàn)應用
。

　　安科瑞電氣電(diàn)能質(zhì)量治理案(àn)例

　　SVG(靜(jìng)止(zhǐ)無功補償)治(zhì)理案例

無(wú)功(gōng)補(bǔ)償+APF(有源(yuán)濾波(bō))治(zhì)理案(àn)例(lì)