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          SAPF安裝點的選擇及對鄰近負(fù)載影響的分析

          作者: 時間:2013-09-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          摘要:針對實際工業(yè)現(xiàn)場中并聯(lián)型(SAPF)的廣泛應(yīng)用,分析并推廣了相控整流負(fù)載的頻率變換效應(yīng),采用等效電路分析方法,闡述了SAPF在進(jìn)行諧波和無功補償時對鄰近負(fù)載、無功補償電容器組、無源濾波器組等的影響。闡述了各種負(fù)載組合條件下,SAPF投入前后系統(tǒng)的性態(tài),同時介紹了相應(yīng)的對策及最優(yōu)安裝點的選擇。該方法可有效保證SAPF運行在各種負(fù)載場合,使負(fù)載交流側(cè)電流峰值不增大,同時有效抑制了電網(wǎng)中的諧波電流。仿真和實驗結(jié)果證明了所提方法的正確性和可行性。
          關(guān)鍵詞:;

          1 引言
          SAPF具有便于工程安裝及維護(hù)等優(yōu)點,得到廣泛研究及應(yīng)用。但SAPF適合補償電流型諧波,不適合補償電壓型諧波。而實際工業(yè)環(huán)境非常復(fù)雜,含有各種負(fù)載,如電感濾波型不可控整流負(fù)載、相控型整流負(fù)載、電容濾波型不可控整流負(fù)載以及其他風(fēng)機、水泵等電機型負(fù)載。此外在系統(tǒng)中有無功補償電容支路,5次、7次等無源濾波器支路。目前的研究均集中在各種諧波提取方法、系統(tǒng)控制方法等APF的本體控制上,很少有應(yīng)用層面的分析方法。SAPF在工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用不僅需考慮其對被補償對象的影響,還需考慮其對電網(wǎng)中其他相鄰或相連負(fù)載可能造成的不利影響。
          這里在分析了整流負(fù)載的頻率變換效應(yīng)后,深入分析了SAPF就近補償電流型時對臨近負(fù)載的影響機理,提出了通過改變運行方式和SAPF控制策略來抑制諧波影響的方法,仿真和現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果驗證了所提方法的正確性和可行性。

          2 系統(tǒng)分析
          2.1 整流橋的頻率變換特性分析
          圖1示出相控整流負(fù)載電路結(jié)構(gòu),則直流電壓和交流相電流瞬時值可表示為:
          a.JPG
          式中:ua,ub,uc為整流負(fù)載交流母線三相交流電壓瞬時值;id為直流電流瞬時值;ud為直流電壓瞬時值;Sua,Sub,Suc分別為a,b,c三相電壓開關(guān)函數(shù);Sia,Sib,Sic分別為a,b,c三相電流開關(guān)函數(shù)。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/175719.htm

          b.JPG


          通常,交流母線電壓含有大量諧波,且不平衡,將三相交流電壓用對稱分量形式表示為:
          c1.jpg
          式中:ωx為任意值,不限于為ω0的倍數(shù),ω0為電網(wǎng)額定頻率;αkx為初始相角;k=-1,0,1,k=-1為負(fù)序,k=0為零序,k=1為正序。
          對開關(guān)函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換,將式(2)代入式(2)中第1式,可以得到交流正序、負(fù)序電壓諧波在直流側(cè)引起的擾動f.jpg,而零序電壓則不會引起擾動。
          c2.jpg
          可見,交流側(cè)頻率fx的諧波電壓擾動將在直流側(cè)產(chǎn)生頻率為fd的諧波電壓,fd=fx±(6k±1)f0,f0為系統(tǒng)額定運行頻率。
          考慮直流電流的小擾動,如因SAPF補償而引入的直流側(cè)小擾動:
          id=Idmcos(ωdt+φd) (4)
          式中:Idm為直流側(cè)小信號幅值;ωd為直流側(cè)小信號角頻率;φd為相應(yīng)的初始相角。


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