電力系統(tǒng)中的諧波問題分析

　　K級(jí)干式變壓器在電氣環(huán)境中廣泛使用——包括PDU中或作為備用單元。但變壓器設(shè)計(jì)中的最新進(jìn)步可以在減小諧波電壓失真和功率損耗方面提供更好的性能。

　　諧波減緩式變壓器(HMT)用于處理電氣系統(tǒng)的非線性負(fù)載。該變壓器利用電磁減輕技術(shù)專門處理三倍序號(hào)(第3、9、15…..)諧波。變壓器的二次繞組用于抵消零序通量并消除一次繞組環(huán)流。該變壓器也通過使用相轉(zhuǎn)移處理第5和第7諧波。

　　利用這兩種電磁技術(shù)，HMT允許負(fù)載按照其廠家設(shè)計(jì)的方式工作，同時(shí)將諧波對(duì)能耗和失真的影響降至最低。多數(shù)HMT超過了NEMA TP-1效率標(biāo)準(zhǔn)，即使在使用100%非線性負(fù)載進(jìn)行檢測(cè)時(shí)。只要規(guī)定了K級(jí)變壓器，等效HMT就可以作為直接代用品。

　　使用HMT的主要優(yōu)點(diǎn)

　　防止非線性負(fù)載造成的電壓平頂

　　減小上游諧波電流

　　消除變壓器過熱和工作溫度過高

　　消除一次繞組環(huán)流

　　通過減少諧波損耗達(dá)到節(jié)能

　　維持高能效，即使在非線性負(fù)載較為嚴(yán)重的情況下

　　處理K級(jí)變壓器不能解決的電力質(zhì)量諧波問題

　　適合K系數(shù)較高的負(fù)載，而不會(huì)增大涌入電流

　　提高功率因數(shù)

　　其他諧波減輕方法

　　首次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心時(shí)，HMT是變壓器的首選。然而，如果現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心存在諧波問題，可使用鋸齒形自動(dòng)變壓器限制三倍序號(hào)諧波及第5、第7諧波的影響。

　　鋸齒形自動(dòng)變壓器是一種只有一次繞組而沒有二次繞組的中性形成變壓器。每個(gè)鐵芯有兩個(gè)一次繞組，它們按相反方向繞線，對(duì)正常相電流提供了較高的阻抗。

　　當(dāng)靠近負(fù)載放置時(shí)，鋸齒形自動(dòng)變壓器可以捕獲三倍序號(hào)諧波。這種自動(dòng)變壓器的規(guī)格必須大到足以處理諧波。三倍序號(hào)諧波將僅限于自動(dòng)變壓器和該負(fù)載，從而防止上游配電設(shè)備遇到諧波。然而，自動(dòng)變壓器不能用于把電壓改為與電源(電壓)不同的水平。

　　可以通過上述自動(dòng)變壓器與一條二次饋線并聯(lián)來消除三倍序號(hào)諧波、第5、第7諧波。這條饋線一般由不同電源供電。自動(dòng)變壓器和這條二次相轉(zhuǎn)移電源一起共同捕獲三倍序號(hào)諧波、第5、第7諧波。這種應(yīng)用相當(dāng)棘手，因?yàn)檫@兩個(gè)電源都要承載平衡負(fù)載，才能有效捕獲三倍序號(hào)諧波、第5、第7諧波。

　　但這兩種應(yīng)用對(duì)于消除有害諧波十分有效。然而，安裝單臺(tái)諧波減輕變壓器是防止有害諧波影響配電設(shè)備最具成本效益的方法。

　　小結(jié)

　　諧波電流對(duì)配電系統(tǒng)極其饋電的設(shè)施具有重大影響。在規(guī)劃系統(tǒng)擴(kuò)建或改造時(shí)一定要考慮諧波的影響。此外，確定非線性負(fù)載的規(guī)模和位置也是所有維護(hù)、故障排除和修理計(jì)劃的重要組成部分之一。