电网谐波怎么治?主流谐波治理方案详解
谐波治理总体分为两大类思路:源头抑制(从设备本身减少谐波产生)、末端滤除(在配电侧加装滤波设备,吸收已经产生的谐波)。工程上会根据现场谐波检测报告、负荷类型、预算来选择方案。
一、源头抑制法(优先推荐,治本思路)
在谐波产生的设备端采取措施,从根源降低谐波发射量。
选用低谐波设备
采购变频、UPS、整流电源时,优先选6 脉冲改进型、12 脉冲整流、有源前端 AFE 变频器。12 脉冲整流可以大幅减少 5、7 次特征谐波;AFE 有源前端设备谐波含量低。适合新建项目前期规划。
增加整流相数
多脉冲整流,通过移相变压器,把多组整流器错开,让谐波相互抵消。常用于大功率变频、中频炉。
串联电抗器(进线电抗器)
在变频器、整流设备输入端串联交流电抗器,抑制谐波,同时缓冲浪涌电压。成本低,适合单台变频设备简易治理;缺点是只能抑制部分谐波,治理能力有限。
二、末端滤波治理
1. 无源滤波器 PPF
由电容器、电抗器、电阻组合而成,针对特定次数谐波(5 次、7 次、11 次)做滤波。
优点:造价低、维护简单、容量大,同时兼顾无功补偿;
缺点:只能滤固定频次谐波,负荷波动大时滤波效果不稳定;存在谐振风险,设计不当会放大谐波。
适用:负荷稳定、谐波频次固定的工厂。
2. 有源电力滤波器 APF(当下主流方案)
实时采集电网谐波电流,设备反向输出大小相等、方向相反的补偿电流,抵消谐波。
优点:可动态补偿 2~50 次各次谐波;不受负荷波动影响;不会和系统发生谐振;还可兼顾三相不平衡治理;
缺点:单位造价高于无源滤波器。
适用:负荷波动大、多种谐波源并存、精密产线、数据中心、充电桩场站。
3. 静止无功发生器 SVG
主要用来动态补偿无功,也附带一定谐波治理能力。侧重无功,谐波治理能力弱于 APF,一般配合 APF 一起使用。
4. 混合型滤波装置(PPF+APF 组合)
无源滤波器承担大部分谐波,APF 处理剩余谐波。兼顾成本与治理效果,大功率项目常用。
三、隔离与屏蔽辅助手段(配套措施)
隔离变压器
谐波敏感设备(PLC、仪表、精密检测设备)前端加装隔离变压器,阻断谐波传导,保护精密仪器。不能滤除大功率谐波,只做局部保护。
合理布线
谐波动力电缆与弱电信号线分开敷设,减少电磁耦合干扰,避免谐波干扰信号线路。