变频器对工厂配电系统的谐波污染及治理探讨

郝　伶西安水务（集团）规划设计研究院有限公司

变频器对工厂配电系统的谐波污染及治理探讨

郝伶
西安水务（集团）规划设计研究院有限公司

基于工业方面的快速发展，有关工厂配电系统之中的程序以及构成也越来越复杂，逐渐变成了多维性非常强的一种综合系统。这里面变频器对于整个工厂配电系统实际的工作效率具有重要的作用，但是因为变频器在连接位置上非常关键，导致其沟通的原件也有很多，所以其很容易出现谐波污染的情况。谐波污染能够对工厂方面的正常生产造成严重的危害，本文重点分析了有关工厂配电系统方面的变频器的意义，并且对谐波污染的出现原因以及治理方法进行了相关研究，旨在提供一定借鉴。

变频器；工厂配电系统；谐波污染；治理

步入二十一世纪之后，工业化以及城镇化的进程越来越快，其在为人们提供诸多方便条件的同时，也导致了环境的破坏以及污染，所以对环境以及生态方面的重视程度不断提高。对于电力生产业界来说，其同样存在有关电力系统方面的环境污染，而谐波污染就是其中影响最为广泛的一种。谐波污染的出现的关键原因就是工厂有关配电系统方面的变频器，基于如今有关变频器方面的应用越来越广泛，对于谐波污染方面的治理也成为了业内非常重要的一个课题。

一、产生谐波污染的有关原因

如今，业界所应用以及采购的相关变频器大部分都是利用晶闸管等有关非线性方面的电力电子元件组成的，因此在变频器相关的整流环节当中，不管怎样工作亦或是内部整流元件怎样进行配置，相关变频器不是凭借连续的有关止弦波的方式在电网当中汇聚电能，而是利用脉冲的有关断续方式一次一件的在电网当中索取电流。对于这种脉冲的相关断续方式来说，其存在着很大的后期问题，由于在信号发出的时候，电流会受到沿路阻抗方面的影响，进而形成一种共同脉冲电压，并且叠加在相关的电网上，使得电网的电压出现畸变。这种情况就叫做谐波污染。

二、谐波所引起的一些问题

由谐波引起的有关问题非常多，譬如变压器方面的损耗加大，其具体的原因就是因为谐波会致使变压器大幅升温，从而产生电能损耗；其也会由于触动电动机方面的振动力矩，而导致噪声的产生以及电动机方面的周期性变速等有关问题；另外高次谐波还能够使得电网周边磁场出现变化，电网极易产生波形畸变；利用对电流变化方面的影响，谐波还可能使开关设备方面的动作异常；而变频器有关谐波污染还将带来电容器方面的谐波共振；除此之外，其还会导致测量仪出现计量误差。

在种种问题当中，最为严重的、同时也是最为重要的一个就是电网波形畸变，它的问题能够使工厂配电系统出现更多的误动作。因此我们可以说，变频器尽管方便实用，不过对这些谐波污染还有其次生问题的出现我们必须要给予足够的重视，其时刻都有可能导致供电异常以及其他设备方面的故障，使得生产以及生活当中出现不必要的麻烦。

三、工厂配电系统当中有关变频器方面的处理方法

（一）系统设计

工程在对于配电系统进行设置的有关过程中，要将出现谐波的有关供电线路以及对谐波较为敏感的有关供电线路进行独立设置，或者是在它的表面上安装一些绝缘的材料，让线性负荷以及非线性负荷存在不同的电路来产生回馈电路，让非线性负荷出现的畸变电压无法传到质线性有关负荷上，亦或是增加三相四相有关线性供电导线方面的线截面积。

（二）装滤波器

就电动机控制器当中电动机产生的有关谐波来说，因为其波形非常分明，能够利用滤波器来使谐波电流降低。大部分脉冲控制器方面产生的谐波，在通过滤波器过滤之后，对于有用基波方面的影响甚微。

（三）装用相关的隔离变压器

均衡的有关3以及3的倍数次方面的谐波电流传回相关电源中的问题，应该用有关隔离变压器进行抑制，在应用这种变压器的时候，一般会装设一个旁路的有关电路，从而防止对变压器实际的维护工作时间过长，而导致负荷停止供电，对于这种情况来说，应该使用中性线足够大的有关四芯馈线。在关键的配电系统当中，将隔离变压器安装在对应的配电盘上面，让3以及3的倍数次相关谐波电流和配电系统之间隔离。相关的隔离变压器应该合理的提升额定值，不然也会出现电压畸变以及过热的情况。

（四）装用相关的有源滤波器

变流器或者是逆变器所产生的有关边频带以及谐波，利用普通的滤波器无法有效的进行滤除。这是由于边频带方面的频率是随着相关传动装置实际的速度而产生变化的，并且常常会接近具体的基波频率。如今对于有源滤波器方面的应用越来越广泛，其能够在工作的时候主动注入电流，从而准确的补偿因为负荷而出现的谐波电流，这样就能够得到一个非常纯粹的正弦波。而这种滤波设备实际的工作能够利用数字信号处理相关技术，来对快速绝缘栅有关双极晶体管进行控制。由于设备和供电系统之间是并联工作的，其只能对谐波电流进行控制，而基波电力是不会流过相关滤波器的。假如需要进行过滤处理的谐波电流比有关滤波器方面的容量更大的化，那么它只是起到一种简单的限制作用，从而使波形能够进行部分纠正。

（五）工厂用电车间

大部分都是凭借电容器直接实施无功功率补偿，从而减少基波无功电流。但是，谐波滤波器是凭借并联的有关方式进入系统的，如果选配不合理的的话很有可能会导致适得其反，使得系统阻抗和滤波器出现并联谐振，这样不但不能抑制，更是会对谐波进行放大，导致更大的危害产生。建议使用调谐式相关滤波器装置，切实考虑到有关场内线性负荷实际的分配状况，有关线性负荷方面的功率因数，还有非线性负荷方面产生的所有次谐波电流和功率因数，对日后有关的目标功率因数进行改善，配电网络具体构成等有关因素。

结束语

变频装置方面的非线性系统在有关正弦的激励下一定会出现高层次的谐波，而高层次谐波对整个工厂有关配电系统方面的变频装置自身也存在一定影响，在进行设计以及装置过程当中应该依照具体的情况，应用科学的抑制方法。在对系统进行装设的有关过程中，应用实惠并且简便的方式，在最大限度上降低高谐波对于相关供电系统方面的干扰。

[1]翟亚锋，谭兴华，江桂香.谐波污染问题在工厂低压配电系统中的分析和治理对策分析[J].科技风,2015,(24)；105.

[2]康亦娜.变频器对工厂配电系统的谐波污染及治理应用研究[J].科技传播,2014,(07)；132.