电感发热问题解决资料.pdfVIP

唐山尚新融大电子产品有限公司 感性器件解决方案服务商 （国军标体系认证企业） NEW ！ FeSi 新材料，新结构，新突破 电力电子用大功率电感器系列方案手册 EMI 解决方案及对策元件套装手册 - 1 - 电网谐波问题及有关标准的提出 随着现代工业的高速发展，电力系统的非线性负荷日益增多。如各种换流设备、变频装置、电弧炉、电气 化铁道等非线性负荷遍及全系统，而程控交换机、电视机、高频逆变焊机、电子镇流器等信息设备、办公自动 化设备和家用电器的使用越来越广泛。这些非线性负荷产生的谐波电流注入到电网，使公用电网的电压波形产 生畸变，严重地污染了电网的环境，威胁着电网中各种电气设备的安全运行。其危害概括起来有以下几个方面： ①可能使电力系统的继电保护和自动装置产生误动或拒动，直接危及电网的安全运行。 ②使交流供电设备(如交流发电机、UPS 等)输出功率的利用率降低，并使输电线上的损耗增大，造成了紧缺资 源的严重浪费。 ③使三相四线制电网中的三次及其倍数次谐波在中线同相位，导致合成后中线电流很大，甚至可能超过相电流。 但由于安全标准规定中线无保护装置，因此可能过热起火发生安全事故。 ④使各种电气设备产生附加损耗和发热、使电机产生机械振动和噪声。 ⑤电网中谐波通过电磁感应、电容耦合、以及电气传导等方式，对周围的通讯系统产生干扰、降低信号的传输 质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通讯设备。 ⑥谐波使电网中广泛使用的各种仪表，如电压表、 电流表、有功及无功功率表、功率因数表、 电度表等产生误差。为消除此类误差，会 大大增加制造成本。 ⑦增加了电网中发生谐波谐振的可能性，造成很 高的过电压或过电流，从而引起安全事故。 电气火灾 由于电网谐波的诸多危害，国际社会已于上世纪八十年代和九十年代初制定了一些与此相关的标准，以期 尽量消除或降低其危害，如IEC1000-3-2、IEEE-519、IEC555-2、EN60555-2、MIL-STD-1399、Bellcore001089 等。我国也为此于上世纪八十年代研究对策，做了很多准备工作，并于1993 年正式颁布了GB/T14549-93 《电 能质量 公用电网谐波》标准，1998 年又制定了GB17625.1-1998 标准。 在欧洲，从1992 年开始对300W 以上设备强制实行IEC555-2 标准，并于1994 年对300W 以下设备也作出同 样要求。在美国，早就对700W 以上设备产生的谐波作出了限制。国际电工委员会于1998 年对谐波标准IEC5552 进行修订，另外还制定了 IEC61000-3-2 标准，规定严格的谐波要求。而在我国，但随着现代化进程的加速推 进，及绿色电子产品的发展，2003 正式提出强制性“3C 认证”，3C 认证标准中包括有一项新增加的PFC （谐 波电流限制）电路考核指标，它是专门针对谐波电流问题而制定的。 - 2 - 电网谐波抑制 对电力系统这个环境来说，无谐波是绿色环境的主要标志之一。 LC 滤波器是传统的无源谐波抑制 装置，由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，与谐波源并联，除起滤波作用外，还兼顾无功补偿的需 要。这种滤波器出现最早，存在一些较难克服的缺点，但因其结构简单、投资少、运行可靠性较高以及运行费 用较低，至今仍是谐波抑制的主要手段。 目前，谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电网滤波器(Active Power Filter--APF) 。它是一种电力电子装置， 其基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电 流，从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受 电网阻抗的影响，因而受到广泛的重视，并且已在日本等国获得广泛应用。有源电网滤波器的基本思想在 20 世纪六、七十年代就已经形成，80 年代以来，大中功率全控型半导体器件的成熟、脉冲宽度调制(Pulse