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有源電力濾波器裝置在海洋平臺(tái)上的諧波治理應(yīng)用表現(xiàn)
諧波的危害在各個(gè)行業(yè)存在著不同程度的影響，那么在海洋平臺(tái)上的諧波有什么危害表現(xiàn)呢，下面給大家總結(jié)下諧波在海洋平臺(tái)上的危害及諧波治理：
近些年，隨著我國(guó)海洋事業(yè)的蓬勃發(fā)展，海上平臺(tái)規(guī)模不斷擴(kuò)大，大型多功能商業(yè)和工程船舶以及海上鉆采平臺(tái)的功能越來(lái)越豐富，電站裝機(jī)容量越來(lái)越大，以大功率變頻裝置驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)所占比例也越來(lái)越高。交流變頻驅(qū)動(dòng)中變頻器的廣泛應(yīng)用給海洋事業(yè)帶來(lái)了巨大的收益的同時(shí)，也帶來(lái)嚴(yán)重的諧波污染。
2 海洋平臺(tái)上 諧波的危害有哪些？
在采用電力電子器件實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的過(guò)程中，由于電力半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性，在其輸入和輸出側(cè)的電壓和電流中都會(huì)出現(xiàn)波形畸變，從而產(chǎn)生了大量的諧波。諧波污染大大增加了電網(wǎng)中發(fā)生局部的并聯(lián)或者串聯(lián)諧振的可能，使諧波電流放大幾倍甚至幾十倍，產(chǎn)生過(guò)電壓或過(guò)電流，對(duì)繼電保護(hù)、計(jì)算機(jī)、測(cè)量和計(jì)量?jī)x器以及通信系統(tǒng)等都有不利的影響。大量諧波的存在，不僅使船舶發(fā)電、輸電和用電設(shè)備的效率降低，而且會(huì)使電氣設(shè)備過(guò)熱，并導(dǎo)致絕緣老化、使用壽命縮短；甚至還會(huì)對(duì)船舶電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)和電力測(cè)量等設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重影響，引起誤動(dòng)作和拒絕動(dòng)作，降低繼電保護(hù)和自動(dòng)控制裝置的可靠性。
近幾年諧波畸變所引起的海上平臺(tái)變壓器過(guò)熱、儀表數(shù)據(jù)波動(dòng)、電容器過(guò)載損壞等現(xiàn)象已日漸引起相關(guān)工作者的關(guān)注和警覺(jué)，諧波分析和抑制成為海上平臺(tái)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所必須考慮的重要課題。人們也越來(lái)越意識(shí)到并逐步實(shí)施對(duì)于諧波的治理工作，近幾年建造投用的大型船舶和海上鉆采平臺(tái)在設(shè)計(jì)初始就采用增加濾波器等諧波治理措施，對(duì)于早年投用的船舶和海上鉆采平臺(tái)，由于投用時(shí)間久，期間經(jīng)歷過(guò)不同程度的改造以及設(shè)備、電纜等均有不同程度的老化，諧波治理將更為復(fù)雜。因此，采用現(xiàn)有成熟可靠的技術(shù)和設(shè)備解決船舶和海上鉆采平臺(tái)諧波問(wèn)題尤為重要。
3 諧波的治理措施
3.1 治理方式
解決電力電子裝置產(chǎn)生的諧波污染和低功率因數(shù)問(wèn)題，不外乎兩種途徑：一種是裝設(shè)補(bǔ)償裝置，如有源電力濾波器、無(wú)功功率補(bǔ)償器等，設(shè)法對(duì)諧波進(jìn)行抑制和對(duì)無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償；另一種是對(duì)電力電子裝置本身進(jìn)行改進(jìn)，使其不產(chǎn)生諧波，或者少產(chǎn)生諧波，也不消耗無(wú)功功率，或根據(jù)需要對(duì)其功率因數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。后一種方法需要對(duì)現(xiàn)有電力電子裝置進(jìn)行大規(guī)模更新，投入成本較大，并且只適用于作為主要諧波源的電力電子裝置，因此有一定的局限性。而前一種方法則適用于各種諧波源和低功率因數(shù)設(shè)備，并且方法簡(jiǎn)單，已得到廣泛應(yīng)用。
傳統(tǒng)的補(bǔ)償無(wú)功功率和諧波的主要手段是設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償電容器和LC濾波器，這兩種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既可以抑制諧波，又可以補(bǔ)償無(wú)功功率，一直被廣泛應(yīng)用。但這種方法的主要缺點(diǎn)是補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響，易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，此外，此種補(bǔ)償方法損耗大，又只能補(bǔ)償固定頻率的諧波，難以對(duì)變化的無(wú)功功率和諧波進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。而隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)無(wú)功功率和諧波進(jìn)行快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)男枨笤絹?lái)越大。目前的趨勢(shì)是采用電力電子裝置進(jìn)行諧波補(bǔ)償，即采用有源電力濾波器（Active Power Filter，APF）。
3.2 有源濾波器的優(yōu)勢(shì)
有源濾波器的主要優(yōu)點(diǎn)有：
(1)有源濾波裝置是一個(gè)高阻抗電流源，它的接入對(duì)系統(tǒng)阻抗不會(huì)產(chǎn)生影響，因此此類裝置適合系列化、規(guī)�；a(chǎn)。
(2)當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)裝置受電網(wǎng)阻抗的影響不大，不存在與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧波的危險(xiǎn)，同時(shí)還能抑制串并聯(lián)諧振。
(3)原理上比PPF更為優(yōu)越，用同一臺(tái)裝置可同時(shí)補(bǔ)償多次諧波電流和非整流倍次的諧波電流，完成各次諧波的治理。
(4)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對(duì)頻率和大小均變化的諧波及變化的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)補(bǔ)償對(duì)象的變化有極快的響應(yīng)速度。
(5)由于裝置本身能完成輸出限制，當(dāng)線路中的諧波電流突然增大時(shí)有源濾波器不會(huì)發(fā)生過(guò)載，并且能正常發(fā)揮作用，不需要與系統(tǒng)斷開。
(6)具備多種補(bǔ)償功能，可以對(duì)無(wú)功功率和負(fù)序進(jìn)行補(bǔ)償。
(7)諧波補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)頻率變化的影響。
(8)可以對(duì)多個(gè)諧波源進(jìn)行集中治理。
由上所述看到諧波對(duì)海洋平臺(tái)的危害，因此海洋平臺(tái)電力系統(tǒng)諧波分析的必要性和諧波治理的緊迫性。保定北電電氣有源濾波柜系列有源電力濾波器是一種特別適合艦船及鉆采等海上平臺(tái)諧波治理的優(yōu)秀方案。它的使用，較好地抑制了電網(wǎng)中的諧波污染，極大地改善了電網(wǎng)的電能質(zhì)量，滿足了各設(shè)備的運(yùn)行。
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