谐波在变频器使用中的危害分析

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1、谐波在变频器使用中的危害分析　　变频器选型时，电气网友经常会遇到这样一些技术要求，如技术要求中明确要求所选变频器产生的电压谐波和电流谐波必须要符合中国国家公用电网谐波标准和国际IEEE519等标准要求，具体数值是总的电压谐波畸变率和总的电流谐波率要低于5%，针对这个要求，哪些变频器能符合这些标准要求呢？这个问题可能不仅会困惑很多销售，同时也可能让很多电气工程师很纠结，所以在本次论坛上我们欢迎各位网友能够积极探讨，加上理论分析和实测谐波大小，能够让各位网友明确以下基本概念，正确选择变频器，降低变频器对电网的干扰。什么是谐波谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电

2、压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证实，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。谐波可以I区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4，6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为100Hz，3次谐波则是150Hz。一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1次谐波，变频

3、器主要产生5、7次谐波。谐波电流计算方法　　计算步骤　　步骤1：根据国家标准和实际变压器的短路容量计算所允许的各次谐波电流，具体公式为　　Ih=IGB　　式中：Ih为各次谐波电流允许限值；IGB为基准短路容量下各次谐波电流限值；Sr为实际短路容量，MVA；Sj为基准短路容量，380V时取10MVA。　　同一公共连接点的每个用户向电网注入的谐波电流允许值按此用户在该点的协议容量或最大负荷容量与其供电设备容量之比进行分配。如果简单地用谐波电流算术和的方法，得到的结果往往过于保守，会造成资源的浪费。推荐使用伪平方求和的方法，即有　　Ihi=Ih1/a　　式中：Si为用户的用电协议容量或最大负荷

4、容量，MVA；St为供电设备容量，MVA；Ihi为折算后的各次谐波电流允许值；a为相位叠加系数，各次谐波的相位叠加系数可按相关表格查得。　　步骤2：额定电流折算　　I’e=Ie×式中：I’e为折算后的额定电流；Ie为变频器的额定电流。　　步骤3：根据谐波电流含量表以及变频器的电路形式来确定各次谐波电流的大小，并和步骤1的结果相比较，判断是否符合国标。计算公式如下：　　Ih=I’e×谐波含量×负载率　　如果不符合国标，则应采用其他的对策，如使用电抗器、添加谐波补偿设备等。谐波的限制标准　　关于谐波的常用标准是GB-T14549和IEEE519以及GB-T17625。　　GB-T14549是

5、中国国内标准，是针对电网提出的谐波限制要求。电力公司使用这个标准来保证公共电网的质量满足要求。IEEE519是对应于GB-T14549的国际标准，作为“电力系统中的谐波控制推荐实施和要求”，这个标准的目的是为处理静止功率补偿器和其他非线性负载产生的谐波提供指南，从而避免电网质量问题。最近随着变频器和其他非线性负载增加，电力公司开始推行这个标准。如不采取谐波处理措施，大部分变频器不能满IEEE519要求。　　　　GB-T17625是针对接入电网的设备提出的谐波限制要求，当接入电网的设备满足这个标准时，就不会对电网造成危害。因此，设备制造商有义务使所制造的设备满足这个标准的要求，电力公司有权

6、利限制不满足GB-T17625的设备接入电网。另一方面，设备的采购方有权利要求所采购的设备满足GB-T17625，否则，企业会承受巨大的经济损失。企业承受的经济损失来自两个方面。第一，设备在运行时，会对用户的内部电网产生危害，造成制造系统的故障，降低产量，增加废品率；第二，设备运行后，企业不能满足GB-T14549的要求，需要对电力公司承担责任，接受处罚。　　综上所述，GB14549体现了电力公司与电力用户之间的责任关系。GB17625体现了设备制造商与设备用户之间责任关系。一、在变频器输入侧的对策1、变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相互独立，或在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔

7、离变压器，切断谐波电流。　　2、设置交流电抗器。在电源与变频器输入侧之间串联交流电抗器，这样可使整流阻抗增大来有效抑制高次谐波电流，提高输入电源的功率因数，使进线电流的波形畸变大约降低30%～50%，是不加电抗器谐波电流的一半左右。　　3、设置交流滤波器。滤波器串联在变频器输入侧，由电感线圈组成，通过增大电路的阻抗减小频率较高的谐波电流。目前谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电力滤波器。它串联或是并联于主电路中，实时从补偿对象中检测出