变频器的广泛应用对电力系统的影响

摘要

随着电力电子技术和自动控制技术的日益发展，电动机的调速已经从继电器控制时代发展到今天的由变频器控制调速。且在工业各个领域中得到了极为广泛的应用。

变频器根据有无中间直流环节来分，可以分为交交变频器和交-直-交变频器（现在工业上普遍使用交-直-交变频器，所以下文提到的变频器主要为交-直-交变频器）。交-交变频器只能降低频率，同时输出电压波形中含有较大的谐波，输人电流谐波严重且功率因数低，在很多应用领域，这些都是不能接受的技术缺陷，所以往往采用具有中间直流环节的交-直-交变频器。

交-直-交变频器中含有整流电路，可控硅元件的导通与关断同样会因其非线性、产生谐波，波形中会含有和载波频率相关的高次谐波，高次谐波电流对负载直接干扰，还会通过电缆向空间辐射，对输电线路、变压器、电力电容器、通讯系统及公用电网产生影响及危害。研究的目的，就是降低变频器产生的电力谐波，或是降低电力谐波对上述电力系统的危害。

关键词　电力系统、变频器、电力谐波、电抗器、滤波器

目录

摘要 I

第1章 变频器的发展与运用 2

1.1 变频器简介 2

1.1.1 整流单元 2

1.1.2 滤波单元 3

1.1.3 逆变单元 3

1.1.4控制回路 4

1.2 变频器的功能作用 5

1.2.1 变频节能 5

1.2.2 功率因数补偿 5

1.2.3 软启动功能 6

1.3 变频器的发展过程 6

1.3.1 第一阶段 6

1.3.2 第二阶段 7

1.3.3 第三阶段 7

1.4 变频器发展现状 8

第2章 变频器的电力系统谐波分析 9

2.1 谐波的定义 9

2.2 电力系统主要谐波源 10

2.2.1 输配电系统方面 10

2.2.2 电子开关型方面 10

2.2.3 电弧方面 10

2.3 变频器的谐波产生 10

第3章 变频器的谐波对电力系统的影响 12

3.1 电力谐波对输电线路的影响 12

3.2 电力谐波对变压器的影响 12

3.2.1 案例分析-天津市大港油田公司第六采油厂 13

3.3 电力谐波对电力电容器的影响 13

3.3.1 案例分析 13

3.4 电力谐波对通讯系统工作产生干扰 14

3.5 电力谐波对公用电网的危害 14

第4章 变频器电力谐波的治理 15

4.1 降低变频器的谐波电流 15

4.2 采用多重脉冲整流 16

4.3 使用无源滤波器或有源滤波器 16

4.4 加装直流电抗器 17

4.5 线路隔离 17

4.6 接地措施 18

4.7 反谐振措施 18

4.8 使用高压绿色变频器 19

结论 20

致 谢 21

参考文献 22