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专业电源滤波解决方案:净化电流谐波,助力工业系统安全平稳运行

根据通用电气(GE)在工业电力质量领域发布的技术白皮书,以及西门子(Siemens)自动化集团的应用指南,工业系统中的电流谐波问题主要来源于变频器、电弧炉、大型UPS等非线性设备,这些设备在工作时会使电流波形发生畸变,不再是平滑的正弦波。

这种畸变的电流会带来一系列问题,它会增加变压器和电缆的发热,导致设备寿命缩短,甚至引发故障,施耐德电气(Schneider Electric)的一份案例研究显示,某工厂因谐波问题导致变压器过热,不得不降额运行,影响了产能,谐波会干扰系统中敏感的电子设备,如PLC和传感器,造成误动作或数据错误,严重的谐波还会导致电网电压失真,影响同一电网上其他设备的正常运行。

专业电源滤波解决方案:净化电流谐波,助力工业系统安全平稳运行

针对这些问题,专业的解决方案是安装电源滤波器,根据罗克韦尔自动化(Rockwell Automation)的解决方案手册,常用的滤波器主要分为以下几种:

  1. 无源滤波器:这种滤波器由电容和电感等元件构成,像一个“交通警察”,专门为特定频率的谐波电流提供一个低阻抗的旁路通道,将其引导走,从而避免谐波流入上级电网,它的优点是技术成熟、成本较低且稳定可靠,适用于谐波成分相对固定且主要的场合。

    专业电源滤波解决方案:净化电流谐波,助力工业系统安全平稳运行

  2. 有源滤波器:这种滤波器更为智能,它通过实时检测负载产生的谐波电流,然后主动产生一个大小相等、方向相反的补偿电流进行抵消,根据三菱电机(Mitsubishi Electric)FA部门的介绍,有源滤波器的优点是能够动态补偿变化的谐波,滤波效果更好,尤其适用于谐波源多且变化频繁的复杂工业环境。

ABB公司的电能质量工程师在技术访谈中建议,选择解决方案时需要先进行电能质量测量,精确分析谐波的次数和大小,然后根据现场的实际情况,如主要谐波源类型、系统容量、对电能质量的要求以及投资预算,来决定是采用成本效益高的无源滤波器,还是选择更灵活高效的有源滤波器,或者采用两者结合的混合方案。

一个专业的电源滤波解决方案能有效净化电流,将谐波含量控制在国家标准(如GB/T 14549)允许的范围内,这不仅能保障关键生产设备的稳定运行,减少意外停机,还能降低因设备过热而产生的额外电费,延长整个电力系统的使用寿命,是实现工业系统安全、平稳、高效运行的重要保障。