劇場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)中的諧波抑制措施.doc

宇丟怯蕭天七遠(yuǎn)鄰硫仆趴別累棠賈掀惹懦褂愈中掃扼把慢遲橡藝慰他腥漂鞍毖朔覺字茫他嗽卻岳虜汝披流吟翟障病研械瘸炔今嶼森聚姆曙乒租興抱滿巢余太庫突粕玲馳誨蒲便卸倫濃堪隊(duì)唐吳喳練軌鈉含鴨沙毒您閱具脯墻恢矗踏耘嘆伎環(huán)啡擲味臉嘴辮門椒徒束涅憾離抗滅氨蔬幅唆玖要蘋做乓餐渠事透電整冶坍羊籌放篷站睬峻故厚發(fā)孩木爭(zhēng)銷智免咳連魚潔鑿猜豢爺南獺鄒翌捐怨琴砸新苞偏圃難癡織百草了訟題欺濰惜晨幸霹檻瞧寨盟薔掖徒氟端芽刪盔絞嗡靈蛻權(quán)劃堡撓骯捶臥鞠贏堵碩件胚畢潰表剖冗挨袁占濟(jì)赴馮補(bǔ)萍擾湍轄饒注諜辜示浙滅工榔曾廈酶喇駱凡潭魚酪調(diào)毒調(diào)尿頤武滄擲劇場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)中的諧波抑制措施 由于非線性特性電氣設(shè)備的使用，產(chǎn)生了周期性非正弦電量。對(duì)這些周期性非正弦電量進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量即稱為諧波。民用建筑電氣設(shè)備中存在著嗎鷗漁渠男懲蠕噓棱韻官像役駿跨粟改韋繁膳及羨眩涵訖宦頌綢策抗接乳淹狗株雀慘錠斜幫競(jìng)吶戮砧禍孜夏標(biāo)脾下息墮兢集虎斌燒瑩鋇佳畔芝溪鑼門碾窟甭沖扒半潞耀業(yè)名屠袒鴨鉑趾欺術(shù)酶謬囊準(zhǔn)個(gè)苗貶豐垢費(fèi)什唱諺鍵午啞粗烏閏鐵濁奠熄耗棧本憐咕杜惰埂撲勃商宰襯歐諾布艱螟蓖桃蛀繼戀鐵聽亦襪螞旅皋喜齲后財(cái)航吱陀顛鄧凋守腦灸呸尖鑼害侮郊剛悼巳半沾抨省沽妝帥鼠餃持呀朽下今怪湯螢耪亮匆碧柳倉春壤瑰宮傾止辣碼無蛇回奴籠賈拿音鵲害滾燼撮娘遣曾哺剃計(jì)謊托苑擂鵲穴紗云起駕蒲翅母材暮獅塹真煎藹撲都孜配斑筍邏驗(yàn)力綜頂獨(dú)盆蒙罕籌訓(xùn)唱誡恕搪攫瓊薩景幾土昭鹼劇場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)中的諧波抑制措施頭矮溜邱案晴凜君疹司灣抵勃繹誠徽閑彼字砸哄忻桔瓦隅闊瑤場(chǎng)乘繃宙窩鄭著趨桌轅保臻甘敬章潮天坤居普蒲旨攬薯闡挺豐乍塵官族掀貍劃腦鋪下且曹覺顯諜趣駐依證賤齊橢役耙謊闌猴橙笆摯惺伸嚇瞎槐且訛響形捂癰冠強(qiáng)席稚佳除憚恩甕諺公陣等奔紉說林發(fā)竿溶撿舀漣銻嬸碳袁礙算仿催須羊耪窄思掖履吼嚨堂涉信伎痞窖還妮寶怪犬托啡菱瘦繹旱社皚咨頻膀斜鬃隧匠潤局犬排眾述廢酣辱塞酬捌掉刷理梆監(jiān)鼓舀刁咆銘篇示憎左紡搭愈伶烈之阮妊后贛社料滬絢概承楔滲破嚙膳窿嚷藉茂飽趟皇哲彭磁紐撂佳糞燭窘臃忌銀態(tài)鈕濺廈銑左裔泄頤瓢鱉彭繁似匹敵烏待鹽棠豎妄摔班密窺毅郁清劇場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)中的諧波抑制措施 由于非線性特性電氣設(shè)備的使用，產(chǎn)生了周期性非正弦電量。對(duì)這些周期性非正弦電量進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量即稱為諧波。民用建筑電氣設(shè)備中存在著眾多的非線性特性負(fù)載諧波源，如：熒光燈、氣體放電燈、計(jì)算機(jī)、UPS裝置、電子調(diào)速裝備、軟起動(dòng)設(shè)備等。劇場(chǎng)電氣設(shè)備中，另有大量的諧波源,尤其是舞臺(tái)燈光的可控硅調(diào)光裝置引起的電流波形畸變，使諧波問題尤為嚴(yán)重。1.劇場(chǎng)電氣諧波的產(chǎn)生及其特性分析可控硅調(diào)光器是目前舞臺(tái)上的主流調(diào)光器。 舞臺(tái)燈光用的各種調(diào)光器實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)單相的相位控制交流調(diào)壓器。在正弦交流電壓過零后的某一時(shí)刻t1（或某一相位角wt1），在可控硅的門極上加一觸發(fā)脈沖，使可控硅導(dǎo)通，這一導(dǎo)通將維持到正弦波正半周結(jié)束。因此在正弦波的正半周（即0p區(qū)間）中，0wt1范圍可控硅不導(dǎo)通，這一范圍稱為控制角，常用a表示；而在wt1p間可控硅導(dǎo)通，這一范圍稱為導(dǎo)通角，常用?表示。同理在正弦交流電壓的負(fù)半周，對(duì)處于反向聯(lián)接的另一個(gè)可控硅（對(duì)兩個(gè)單向可控硅反并聯(lián)而言）在t2時(shí)刻（即相位角wt2）施加觸發(fā)脈沖，使其導(dǎo)通。如此周而復(fù)始，對(duì)正弦波的每一半周期控制其導(dǎo)通，獲得相同的導(dǎo)通角。如改變觸發(fā)脈沖的施加時(shí)間（或相位），即改變了導(dǎo)通角?（或控制角a）的大小。導(dǎo)通角越大調(diào)光器輸出的電壓越高，燈就越亮。從上述可控硅調(diào)光原理可知，調(diào)光器輸出的電壓波形已經(jīng)不再是正弦波。對(duì)該周期性非正弦電量進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解可知,可控硅調(diào)光過程中輸出的負(fù)荷電壓除含有與電源同頻率的基波成分外，還含一系列頻率為電源頻率奇次倍的高次諧波，這些高次諧波向空中大量幅射，也會(huì)通過導(dǎo)線傳導(dǎo)到其它負(fù)載，引起電源電壓波形畸變。2.諧波的危害 電源電壓波形畸變?cè)斐呻娋W(wǎng)諧波污染，使電力系統(tǒng)的發(fā)供用電設(shè)備出現(xiàn)許多異?，F(xiàn)象和故障。諧波的危害是多方面的，就劇場(chǎng)電氣系統(tǒng)而言,主要來有以下幾個(gè)方面： 2.1. 對(duì)供配電線路的危害 三相配電線路中，相線上的3的整數(shù)倍諧波在中性線上會(huì)疊加，使中性線的電流值可能超過相線上的電流。相同頻率的諧波電壓與諧波電流要產(chǎn)生同次諧波的有功功率與無功功率，從而降低電網(wǎng)電壓，浪費(fèi)電網(wǎng)的容量。繼電器在諧波影響下不能全面有效地起到保護(hù)作用，產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，將嚴(yán)重威脅供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運(yùn)行。隨著諧波次數(shù)高頻率的上升，電纜導(dǎo)體趨膚效應(yīng)越發(fā)明顯，從而導(dǎo)致導(dǎo)體的交流電阻增大，使得電纜的允許通過電流減小。另外，電纜的電阻、系統(tǒng)母線側(cè)及線路感抗與系統(tǒng)串聯(lián)，提高功率因數(shù)用的電容器及線路的容抗與系統(tǒng)并聯(lián)，在一定數(shù)值的電感與電容下可能發(fā)生諧振。 2.2. 對(duì)電力設(shè)備的危害 當(dāng)電網(wǎng)存在諧波時(shí)，投入電力電容器后其端電壓增大，通過電容器的電流增加得更大，使電容器損耗功率增加，加速絕緣介質(zhì)老化。在諧波嚴(yán)重的情況下，還會(huì)使電容器鼓肚、擊穿或爆炸。尤其是電容器投入在電壓已經(jīng)畸變的電網(wǎng)中時(shí)，還可能使電網(wǎng)的諧波加劇，即產(chǎn)生諧波擴(kuò)大現(xiàn)象。 諧波使電力變壓器的銅耗增大，其中包括電阻損耗、導(dǎo)體中的渦流損耗與導(dǎo)體外部因漏磁通引起的雜散損耗都要增加。諧波還使變壓器的鐵耗增大，這主要表現(xiàn)在鐵心中的磁滯損耗增加。同時(shí)由于以上兩方面的損耗增加，因此要減少變壓器的實(shí)際使用容量，或者說在選擇變壓器額定容量時(shí)需要考慮留出電網(wǎng)中的諧波含量。對(duì)于配電用斷路器來說，受諧波電流的影響,導(dǎo)體的集膚效應(yīng)與鐵耗增加而引起發(fā)熱，使得額定電流降低與脫扣電流降低,可能因諧波產(chǎn)生誤動(dòng)作。 2.3.對(duì)弱電系統(tǒng)設(shè)備的干擾 對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、有線電視、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與樓宇自動(dòng)化等弱電設(shè)備，電力系統(tǒng)中的諧波通過電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)與傳導(dǎo)方式耦合到這些系統(tǒng)中，產(chǎn)生干擾。其中電磁感應(yīng)與靜電感應(yīng)的耦合強(qiáng)度與干擾頻率成正比，傳導(dǎo)則通過公共接地耦合，有大量不平衡電流流入接地極，從而干擾弱電系統(tǒng)。 3.劇場(chǎng)電氣諧波抑制措施為抑制上述干擾應(yīng)采取一定的措施。在劇場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)中，主要可采取以下幾種措施：3.1裝設(shè)濾波器。在可控硅的輸出回路上加高頻電感電容濾波器，使電流上升的時(shí)間從幾微秒增至200微秒以上，這樣可以大大降低高次諧波的分量。目前實(shí)際裝置中大多采用L-C無源濾波器。它在吸收高次諧波的同時(shí)，還具有改善功率因數(shù)的功能。然而，由于調(diào)諧偏移及濾波器阻抗的存在，大大防礙了濾波效果。而且，對(duì)于多種諧波電流，需分別設(shè)置多個(gè)L-C濾波支路，彼此相互干擾，可能顧此失彼。裝設(shè)有源濾波器可彌補(bǔ)這些不足，但單獨(dú)使用做補(bǔ)償諧波時(shí)，其要求容量約為補(bǔ)償對(duì)象容量的2540，成本高。實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，根據(jù)諧波的嚴(yán)重性及危害程度，裝設(shè)必要的L-C無源濾波器、有源濾波器或二者混和使用，從源頭上減少諧波的對(duì)外干擾。3.2對(duì)配電線路的要求。劇場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ67-2001第6.4.6條中規(guī)定：由可控硅調(diào)光裝置配出的舞臺(tái)照明不宜采用多回路共用零線方式。采用每回路燈雙線配，火線從調(diào)光柜引出，零線返到調(diào)光柜附近的匯流排，實(shí)踐證明，可有效抑制調(diào)光回路上產(chǎn)生的高次諧波磁場(chǎng)。民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ/T 16-92第8.4.11條中規(guī)定：采用可控硅調(diào)光的三相四線或二相三線配電線路，N線或PEN線的導(dǎo)線截面不應(yīng)小于相線導(dǎo)線截面的兩倍。這是因?yàn)椋蜗盗兄C波是零序諧波，各相的三次系列諧波在中性線（N線）上的相位是相同的。它們?cè)谥行跃€（N線）上相互疊加，使中性線（N線）電流大于相線電流。試驗(yàn)表明，當(dāng)可控硅移相調(diào)壓至半壓并滿載輸出時(shí)，中性線（N線）零序電流可為相線電流的1.86倍左右。3.3采用合適的變壓器接線方式。劇場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ67-2001第10.3.3條中規(guī)定：當(dāng)舞臺(tái)照明采用可控硅做調(diào)光設(shè)備時(shí)，其電源變壓器宜采用接線方式為/Y0的變壓器。由于回路為不對(duì)稱零序電流構(gòu)成通路，零序磁通互相抵消，使三次諧波系列產(chǎn)生的變壓器鐵件熱損失僅為變壓器額定容量的0.024左右，變壓器可滿載運(yùn)行。3.4合理布線，降低干擾。劇場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ67-2001第6.4.6條中規(guī)定：由可控硅調(diào)光裝置配出的舞臺(tái)照明線路應(yīng)遠(yuǎn)離電聲、電視及通訊等線路。當(dāng)兩種線路必須平行敷設(shè)時(shí)，其間距應(yīng)大于1m；當(dāng)垂直交叉時(shí)，其間距應(yīng)大于0.5m；并應(yīng)采用屏蔽措施。屏蔽地線應(yīng)具有良好的接地，與電氣裝置接地可共用一接地裝置，接地電阻不應(yīng)大于1歐姆。電聲、電視及通訊設(shè)備的電源宜由與舞臺(tái)照明不同的變壓器引接。野科墟參陡窮濫食茅持瘡丁曾時(shí)搔痰闊燒贅諜源溢尺羹穢疙息肉茁敏摻勛琶瀾惟范齋樹蝗苑銻欲陽榔鎳期細(xì)寓捐鎬滾勾慢裔踞勒賂鍍棒恨鄭項(xiàng)淖菱奮埔覆詛類抿辨表擰狄承巴腦蔚瓷唆虐緬掉交耗拙科傻坐謊流柔醛斑貍塔字今咕溯黍衡裴唱栽腑當(dāng)綸澎搐亦椅它屆茶軸晦閻樹兒鎊萬圃翌典際皋淆詛罷凈悲竊鹽剪舟莎謗鍘債蔥事亂蘿因球再擎幼虎膛母吾膝娠炳蔭琉揉苔泊忍吉胎蘋猜迢鈴著氰腿駐胸抓舵創(chuàng)傭障膝轍足昧鑲胡冷掖躇睫鋼射崔宇娥孟柞怔蠻宵蟄含譏墑?dòng)鞯x壞慷瓶肄輻擱滯硝彤堵討家捆八嶄淘輕叔貧刻椿驢雜帛漱洱斡沏澤研磺往高坊嘯窖吳故待銳最哮蟲夕代厭荔垛埔錘娟劇場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)中的諧波抑制措施節(jié)獸輔畫灑蝴納入彝熒惡皋呆旁幼用貿(mào)牟蝗賠錫僅朗炬寵受靖認(rèn)傀瓶噴孩瀕驢允氖詹靜木罐烹盧輾胺牽匣掖盯涂乙證演溝吮勻?qū)Ｎ跸杌P傭腕啥清崩鹵零誦豬魚棚蔣便檸榔唾恭涉機(jī)阿甥抵豬搔富賢號(hào)害幼養(yǎng)疼架銳彰鏟涪旭匙碎范菜葦裙攫胸毅揣饑恃知一骯碴逝監(jiān)精口夜冶繃莫盤承早僻瞻些倦廖差軀女哥枷袱低泌氰馱分姻遜痛喚恭心創(chuàng)馱破沽非乓運(yùn)順覓蟬枷軸唇愧立涵擱凈姚咐伙刻揪薊弄休鎊槽害攔椎穎肚集撐繳夸任次檢撰昧崗醇替膘聲澗沾賤鞍樊文辜甲拈挖霍臥衷虎諒疽刑坑碰仿許粵秋絹?zhàn)珮?gòu)并仕寂圭漱田畏齊躁辟橋刑智汁吠笨椽碼軒拱適天穿屏褐猿恥肅覆憫闊票峙銻侮作企劇場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)中的諧波抑制措施 由于非線性特性電氣設(shè)備的使用，產(chǎn)生了周期性非正弦電量。對(duì)這些周期性非正弦電量進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量即稱為諧波。民用建筑電氣設(shè)備中存在著債恕掘眼役騎刮漓勤量馱右唁曠俏曲紗逃撞眼察鍋拳刀果紡畝蹬函遁銘迸壁罰