有源濾波器在機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)中的諧波治理
機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)是目視助航設(shè)施中一個(gè)非常重要的組成部分,它通過(guò)高(中)光強(qiáng)不同顏色的燈光系列,勾勒出一個(gè)機(jī)場(chǎng)的跑道、滑行道及進(jìn)近區(qū)域的主要特征,在夜間或能見(jiàn)度不好的情況下提供飛機(jī)駕駛員一個(gè)明確的目視信息。助航燈光系統(tǒng)的供電等級(jí)屬于一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷,關(guān)系到飛機(jī)的安全運(yùn)行,通常在跑道附近的安全區(qū)域內(nèi)設(shè)置一座或兩座燈光變電站,專供燈光及導(dǎo)航設(shè)備用電。各種類型的助航燈具設(shè)置在跑道和滑行道上或道肩上,屬于場(chǎng)外燈具,供電線路較長(zhǎng),國(guó)際民航組織推薦使用串聯(lián)的供電方式,為保證在串聯(lián)電路供電的情況下,有個(gè)別燈具故障而不至于造成整個(gè)回路中所有燈具都不亮,每個(gè)燈具前必須設(shè)置隔離變壓器。同時(shí),燈光系統(tǒng)要求采用三至五級(jí)的調(diào)光,其調(diào)光器以可控硅為主。因此,在燈光系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的諧波。
隨著科技的進(jìn)步,技術(shù)的發(fā)展,節(jié)能和自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣,容量也日益擴(kuò)大,雖然這些設(shè)備能起到很大一部分節(jié)能降耗的作用,但是其產(chǎn)生的諧波對(duì)電網(wǎng)的污染,以及電磁干擾等,可能會(huì)進(jìn)一步影響系統(tǒng)中的其他用電設(shè)備,也帶來(lái)了危害。
供電系統(tǒng)諧波的定義是:對(duì)周期性交流量進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解,得到頻率為基波頻率大于1整數(shù)倍的分量。諧波頻率與基波頻率的比值(n=fn/f1) 稱為諧波次數(shù)。電網(wǎng)中有時(shí)也存在非整數(shù)倍諧波,稱為非諧波(Non-harmonics)或分?jǐn)?shù)諧波。諧波實(shí)際上是一種干擾量,使電網(wǎng)受到“污染”。向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)上產(chǎn)生諧波電壓的電氣設(shè)備稱為諧波源。
電網(wǎng)中的諧波污染日益嚴(yán)重,給電力系統(tǒng)和各類用電設(shè)備帶來(lái)危害,諧波會(huì)增加電氣設(shè)備的熱損耗,如對(duì)變壓器來(lái)說(shuō),鐵芯產(chǎn)生熱損耗,尤其是渦流損耗大,在變壓器繞組中有諧波電流,在鐵芯中感應(yīng)磁通,產(chǎn)生鐵損。諧波還會(huì)干擾電子設(shè)備,使信息發(fā)生失真,可對(duì)信息系統(tǒng)產(chǎn)生頻率藕合干擾。諧波電流在高壓架空線路上的流動(dòng)除增加線路損耗外,還將對(duì)相鄰的通訊線路產(chǎn)生干擾影響。諧波輕則增加能耗,縮短設(shè)備壽命,影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率,重則損壞設(shè)備,造成用電事故,甚至危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此,消除諧波污染,把諧波含量控制在允許范圍內(nèi)是非常有必要的。
2. 諧波治理方案的選擇
由于變壓器下主要負(fù)載可控硅調(diào)光器為典型的非線性諧波源,該裝置在調(diào)光過(guò)程中造成大量的諧波污染,同時(shí)電流也嚴(yán)重滯后于電壓,功率因數(shù)非常低;其次,調(diào)光器要求采用兩相供電方式(AB相、BC相、CA相),這將導(dǎo)致嚴(yán)重的三相不平衡,在快速頻繁的電容柜投切過(guò)程中導(dǎo)致電壓、電流波動(dòng)和大量的無(wú)功功率沖擊,同時(shí)對(duì)系統(tǒng)諧波有明顯的放大作用,進(jìn)一步影響供配電系統(tǒng)的安全可靠性,對(duì)整個(gè)助航燈光系統(tǒng)的運(yùn)行存在安全隱患。因此,采用諧波治理裝置提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性,通過(guò)治理消除系統(tǒng)諧波,同時(shí)提高功率因數(shù)和改善系統(tǒng)三相不平衡等主要電能質(zhì)量問(wèn)題已迫切需要。
合理設(shè)計(jì)和選擇濾波器,并正確地安裝和使用濾波器,是抑制諧波干擾的重要環(huán)節(jié)。
工作原理:有源濾波器是由電力電子元件和DSP等構(gòu)成的電能變換設(shè)備,檢測(cè)負(fù)載側(cè)的諧波電流后,利用瞬時(shí)提取的無(wú)功成分和諧波成分作為參考值,主動(dòng)提供與之相對(duì)應(yīng)的反向補(bǔ)償電流,補(bǔ)償后系統(tǒng)剩下的基波有功電流幾乎為純正弦波,其行為模式為主動(dòng)式電流源輸出。
特點(diǎn):實(shí)時(shí)產(chǎn)生幅值相等、相位相反的諧波電流抵消需要治理的諧波??蓪?shí)時(shí)動(dòng)態(tài)濾波各次諧波,不受負(fù)載變化影響,理論濾波率大于97%。 有源電力濾波器以并聯(lián)方式接入電網(wǎng),通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載的諧波和無(wú)功分量,采用PWM變流技術(shù),從變流器中產(chǎn)生一個(gè)和當(dāng)前諧波分量和無(wú)功分量對(duì)應(yīng)的反向分量并實(shí)時(shí)注入電力系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償。
動(dòng)態(tài)有源濾波器可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)過(guò)濾各次諧波,不受負(fù)載變化影響,可以在諧波源處安裝,也可以在變電站集中治理,安裝方便,能耗小,效率高,并具備無(wú)功補(bǔ)償和三相平衡功能,大大改善了功率因數(shù)。(文章采集自恒電電氣,如涉及版權(quán)問(wèn)題請(qǐng)聯(lián)系我們刪除)