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        LINEATOR™
    編輯:    時間:2007-1-16   [打印本頁]  [返回上一頁]

    低損耗
    使6脈衝整流變頻器達到18脈衝的效果
    ■ 能治理由變頻調速器(VSD)及其他三相整流電路產生的主要諧波(5th、7th、11th、13 th……)。
    ■ 很容易在單台VSD的輸入端接入。
    對於其他的VSD不需要移相處理。
    不需要進行高成本的諧波分析。
    ■ 更適合在多台VSD同時使用的場合,可對多台VSD同時治理。(見圖1)
    ■ 符合1EEE519(GB 14549)標準的要求。
    ■ 在整個負載範圍內,輸入電流畸變<8%。
    ■ 在正常的負載範圍內,功率因數達到滯後0.98~超前0.95之間。
    ■ 由於容抗小於額定功率的15%,甚至在輕負載時也能很好地與柴油發電機組配合使用。
    ■ 不會與電力係統的其他元件產生共振,不會吸收線路側的諧波。
    ■ 能抑製開合電容器組或其他快速變化的負載產生的過電壓。
    ■ 不需要隔離變壓器、交流側電抗器和直流側扼流圈。
    ■ 消除諧波後改善了整個係統的功率因數。
    ■ 減少了注入係統的諧波損耗,從而節約了電能,效率>99%。
    ■ 減少了VSD產生的無線電幹線。
      
    變頻調速器及其他靜止功率變換設備近年的應用迅速增長。這類設備產生的諧波電流越來越引起關注。諧波電流及其引起的電壓畸變對電力係統及用電設備產生破壞性影響。
     
    現有的諧波處理方法(線性電抗器、多相整流係統、調諧或寬帶無源濾波器及有源濾波器)經常是可靠性不高,問題解決得不徹底或者成本很高。在無源諧波治理領域,創新的Lineator的優越性已得到證明,在市場上再沒有找到體積和成本方麵相當而又能滿足IEEE519標準的嚴格要求的其他產品。當用戶需要真正成本低又有效的諧波解決方案,Lineator是唯一合理的選擇。
     
    變頻調速裝置的諧波治理
    3相6脈衝靜止變換器(AC-DC)的前端整流器,例如變頻調速器中的整流器是非線性的。因為其電流是非正弦波的。他們產生的電流主要有5次7次以及11次和13次諧波,更高次的諧波含量已經很小了。
     
    在配電係統中,由於嚴重的非線性諧波電流將產生以下問題:
    ● 移相電容損壞;
    ● 電纜、變壓器和其他配電設備過熱;
    ● 使電壓波形畸變(典型的平頂波),特別在應急發電機發電時更突出;
    ● 斷路器誤跳閘;
    ● 電動機、發電機及其他旋轉電機過早損壞;
    ● 計算機、程控器及其他傳感器電路誤動作或部件損壞。

    諧波治理方法的選擇
    有很多種變頻器諧波的治理方法,每一種都有優缺點,但都達不到Lineator的性能價格比。
    電抗器及軛流圈:價格低廉效果中等(見表1),由於阻抗大引起討厭的電壓降。
    傳統調諧式或陷波式濾波器需要調諧到特定的諧波頻率。除非采用多調諧元件,否則作用有限。容易與係統其他元件產生的諧振,吸收上遊非線性負載的諧波,引起功率因數超前。對頻諧較廣的諧波,需要用廣譜濾波器,價格昂貴。特別是這種濾波器的大容量的電容器組產生超前功率因數,在發電機組中引起勵磁控製問題。
    多脈衝係統:變頻器製造商需要在多個前端整流器之間用移相方法去消除諧波。一些18、24脈衝係統能夠達到總諧波電流畸變<8%,但他們占地位置大,效率低,成本高。
    移相變壓器:會是成本很低的諧波治理方案,但需要多個6脈衝整流負載同時運行。一個類似12脈衝的配置(例如消除5th及7th諧波)由一個移相的VSD 與另一個類似的VSD組成。18和24脈衝的配置分別由3個或4個VSD組成。
    有源濾波器:通過測量實際的諧波電流,然後注入反方向的電流去抵消諧波電流。效果很好,但可靠性有時成為問題,高成本與低效率使其應用受到限製。
    Lineator能治理所有的主要諧波,達到有源濾波器或18脈衝以上整流器的效果。表1列出了60匹VSD產生的諧波采用各種無源濾波器進行治理的實際測試結果。Lineator的電流畸變率減小了10倍以上,而功率因數接近1,基本上是一個線性負荷,諧波分量已低至可以忽略的水平。
     
    與其他無源濾波器相比較,Lineator的優點
    Lineator是一個純粹的無源器件,包括一個革命性設計的電抗器以及一個相對小的電容器組,其創新的設計使其可消除VDS及其他類似的3相6脈衝整流電路產生的所有的主要諧波電流(包括中波段的廣播發射頻率幹擾)。總電流畸變<8%,通常可低於5%。Lineator雖然稱為之濾波器,但沒有通常濾波器的毛病。
     
    其他地方產生的諧波源
    通常的陷波式濾波器是並聯聯接的,沒有方向特性。這樣就很容易吸收上遊非線性負載產生的諧波而出現過載。而Lineator對線路側的諧波呈高阻抗,減低了諧波可能的流入和過載。
     
    係統諧振
    常規的濾波器在低於調諧頻率以下時呈容性,這一容抗容易與係統固有的感抗產生諧振。當濾波器調諧在較高次諧波例如11次時,則對較低的諧波頻率,例如5次或7次容易產生諧振。Lineator的自然諧振頻率低於所有主要諧波頻率,因此避免了諧振的可能性。
     
    超前的功率因數
    陷波式或廣譜式大型電容器組,特別在輕負載的情況下,對係統而言呈容抗。在感性負載要求補償電抗以改善低的位移功率因數(位移功率因數=基波有功功率/基波視在功率  譯者注)的情況下,電容器組這個特性是有作用的。然而,在大多數VSD應用場合,雖然諧波分量影響到總功率因數變低,但其替換功率因數還是很高的。感性負載的補償沒有必要,事實上還會引起一些問題,特別是在由應急發電機供電的場合。對這種情況,一些較完善的濾波器要裝設機械開關,在輕負載時,把電容器組切除,這樣就增加了成本和複雜程度。對Lineator而言,甚至在無載的情況下,其容抗(kvar)也保持低於其額定容量的15%。這一點保證了與柴油發電機組很好的配合,而不需要切出電容器組。
     

     
    減少諧波畸變
    陷波式濾波器的效果決定於非調諧頻率的諧波含量和調諧頻率的諧波剩餘含量的多少。為了達到低於15%的電流諧波畸變,經常需要多個頻率的調諧支路。廣譜式濾波器聲稱可達<12% THID,但需要相對大的電容器組才能達到。THID指標要求越高,電容器組的容量就要越大。Lineator能夠減小電流畸變到<8%,而在滿負載的情況下通常可接近THID 5%。
     
    不再需要變頻調速器的隔離變壓器
    由於沒有經驗,很多工程師指定在每台VSD上加裝隔離變壓器,以為這樣做很多相關的動力問題就可以解決。雖然隔離變壓器的固有阻抗及電隔離作用能夠對變頻器起到一定的保護作用,例如對開合電容器組的過電壓,高頻噪聲等。但對變頻器產生的諧波影響供電母線方麵都沒有起到多少保護作用。Lineator的高通阻抗具有隔離變壓器的優點,又能很好地阻止變頻器產生的諧波注入電源側,而且體積小很多,效率又高。所以采用了Lineator後,不再需要變頻調速器的隔離變壓器了。另外,上遊提供變換電壓的變壓器也不需要考慮K-factor係數(K-factor係數:由於諧波電流的存在使電力變壓器附加損耗和渦流損耗增加的係數,k取值4或7、13、20、30 譯者注)。
     
     
     
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