(2)在谐波源处吸收谐波电流:这类方法是对已有的谐波进行有效抑制的方法,这是目前电力系统使用最广泛的抑制谐波方法。目前常用的方式采用有无源滤波装置和有源滤波装置等。下面就谈谈这几种方法的优缺点以及市场前景及其经济效益的分析。
无源谐波滤除装置:无源滤波器也称为LC滤波器,可分为单调谐滤波器、双谐滤波器和高通滤波器,实际应用中常采用几组单调谐滤波器和几组高通滤波器组成一个滤波装置,单调谐滤波器也叫单调谐滤波回路,其主要由控制器、电容器、电抗器和投切开关以及其控制回路和保护回路组成。无论高压和低压,都是一样的。高压滤波器和低压滤波器的区别,主要是使用的元器件的耐压不同,其所承受的电流也不同,要求的安全距离也就不同了,其设计和制造的难易程度也就有极大的区别了。
滤除谐波的多少视每一个工程的实际情况而不同,一般为系统原含有谐波量的20%~50%不等。也可视工程的具体情况,多设几组滤波器,滤波效果达到原有谐波含量的70%以上,但这要在保护回路上多下功夫,其保护回路也就相对复杂一点了。无源滤波的主要结构是用电抗器与电容器串联起来,组成LC串联回路,并联于系统中,LC回路的谐振频率设定在需要滤除的谐波频率上,例如5次、7次、11次谐振点上,达到滤除这3次谐波的目的。现在,市场上流通较多采取的滤波方法就是这一种,滤波效果虽差,但成本较低,用户容易接受。但使用中如果谐振频率设定得不好,会与系统产生谐振。
有源谐波滤除装置:有源谐波滤除装置是在无源滤波的基础上发展起来的,它的滤波效果好,在其额定的无功功率范围内,滤波效果是百分之百的。它主要是由电力电子元件组成电路,使之产生一个和系统的谐波同频率、同幅度,但相位相反的谐波电流与系统中的谐波电流抵消。但由于受到电力电子元件耐压,额定电流的发展限制,成本极高,其制作也较之无源滤波装置复杂得多,成本也就高得多了。其主要的应用范围是计算机控制系统的供电系统,尤其是写字楼的供电系统,工厂的计算机控制供电系统。
防止并联电容器组对谐波的放大:在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。当谐波存在时,在一定的参数下电容器组会对谐波起放大作用,危及电容器本身和附近电气设备的安全。可采取串联电抗器,或将电容器组的某些支路改为滤波器,还可以采取限定电容器组的投入容量,避免电容器对谐波的放大。为了解决无源滤波器和有源滤波器各自存在的缺点,构成比较理想的谐波补偿系统,一般将有源滤波器和无源滤波器混合使用。
④加装静止无功补偿装置:快速变化的谐波源有电弧炉、电力机车和卷扬机等,除了产生谐波外,往往还会引起供电电压的波动和闪变,有的还会造成系统电压三相不平衡,严重影响公用电网的电能质量。在谐波源处,并联装设静止无功补偿装置,可有效减小波动的谐波量,同时,可以抑制电压波动、电压闪变、三相不平衡,还可补偿功率因数。
(3)改善供电环境:选择合理的供电电压并尽可能保持三相电压平衡,可以有效地减小谐波对电网的影响。谐波源由较大容量的供电点或高一级电压的电网供电,承受谐波的能力将会增大。对谐波源负荷由专门的线路供电,减少谐波对其它负荷的影响,也有助于集中抑制和消除高次谐波。
总之,谐波问题的解决方法可分为预防性的和补救性两种,滤波的最后结果是要使系统的谐波含量满足国家标准的要求或用户对谐波的要求。除了上述介绍的几种方法,抑制谐波的技术措施还有很多,但大都依据以下几个原则:抑制谐波电流的产生与注入;改善装置的功率因数与无功功率补偿;滤波装置安装位置的合理选择;电磁干扰的消除和电磁兼容性;多种补偿功能一体化。