LINEATOR™

低损耗

使6脉冲整流变频器达到18脉冲的效果

■ 能治理由变频调速器(VSD)及其他三相整流电路产生的主要谐波(5th、7th、11th、13 th……)。

■ 很容易在单台VSD的输入端接入。

对于其他的VSD不需要移相处理。

不需要进行高成本的谐波分析。

■ 更适合在多台VSD同时使用的场合，可对多台VSD同时治理。(见图1)

■ 符合1EEE519(GB 14549)标准的要求。

■ 在整个负载范围内，输入电流畸变＜8%。

■ 在正常的负载范围内，功率因数达到滞后0.98～超前0.95之间。

■ 由于容抗小于额定功率的15%，甚至在轻负载时也能很好地与柴油发电机组配合使用。

■ 不会与电力系统的其他元件产生共振，不会吸收线路侧的谐波。

■ 能抑制开合电容器组或其他快速变化的负载产生的过电压。

■ 不需要隔离变压器、交流侧电抗器和直流侧扼流圈。

■ 消除谐波后改善了整个系统的功率因数。

■ 减少了注入系统的谐波损耗，从而节约了电能，效率＞99%。

■ 减少了VSD产生的无线电干线。

变频调速器及其他静止功率变换设备近年的应用迅速增长。这类设备产生的谐波电流越来越引起关注。谐波电流及其引起的电压畸变对电力系统及用电设备产生破坏性影响。

现有的谐波处理方法(线性电抗器、多相整流系统、调谐或宽带无源滤波器及有源滤波器)经常是可靠性不高，问题解决得不彻底或者成本很高。在无源谐波治理领域，创新的Lineator的优越性已得到证明，在市场上再没有找到体积和成本方面相当而又能满足IEEE519标准的严格要求的其他产品。当用户需要真正成本低又有效的谐波解决方案，Lineator是**合理的选择。

变频调速装置的谐波治理

3相6脉冲静止变换器(AC－DC)的前端整流器，例如变频调速器中的整流器是非线性的。因为其电流是非正弦波的。他们产生的电流主要有5次7次以及11次和13次谐波，更高次的谐波含量已经很小了。

在配电系统中，由于严重的非线性谐波电流将产生以下问题：

● 移相电容损坏；

● 电缆、变压器和其他配电设备过热；

● 使电压波形畸变(典型的平顶波)，特别在应急发电机发电时更突出；

● 断路器误跳闸；

● 电动机、发电机及其他旋转电机过早损坏；

● 计算机、程控器及其他传感器电路误动作或部件损坏。

谐波治理方法的选择

有很多种变频器谐波的治理方法，每一种都有优缺点，但都达不到Lineator的性能价格比。

电抗器及轭流圈：价格低廉效果中等(见表1)，由于阻抗大引起讨厌的电压降。

传统调谐式或陷波式滤波器：需要调谐到特定的谐波频率。除非采用多调谐元件，否则作用有限。容易与系统其他元件产生的谐振，吸收上游非线性负载的谐波，引起功率因数超前。对频谐较广的谐波，需要用广谱滤波器，价格昂贵。特别是这种滤波器的大容量的电容器组产生超前功率因数，在发电机组中引起励磁控制问题。

多脉冲系统：变频器制造商需要在多个前端整流器之间用移相方法去消除谐波。一些18、24脉冲系统能够达到总谐波电流畸变＜8%，但他们占地位置大，效率低，成本高。

移相变压器：会是成本很低的谐波治理方案，但需要多个6脉冲整流负载同时运行。一个类似12脉冲的配置(例如消除5th及7th谐波)由一个移相的VSD 与另一个类似的VSD组成。18和24脉冲的配置分别由3个或4个VSD组成。

有源滤波器：通过测量实际的谐波电流，然后注入反方向的电流去抵消谐波电流。效果很好，但可靠性有时成为问题，高成本与低效率使其应用受到限制。

Lineator：能治理所有的主要谐波，达到有源滤波器或18脉冲以上整流器的效果。表1列出了60匹VSD产生的谐波采用各种无源滤波器进行治理的实际测试结果。Lineator的电流畸变率减小了10倍以上，而功率因数接近1，基本上是一个线性负荷，谐波分量已低至可以忽略的水平。

与其他无源滤波器相比较，Lineator的优点

Lineator是一个纯粹的无源器件，包括一个革命性设计的电抗器以及一个相对小的电容器组，其创新的设计使其可消除VDS及其他类似的3相6脉冲整流电路产生的所有的主要谐波电流(包括中波段的广播发射频率干扰)。总电流畸变＜8%，通常可低于5%。Lineator虽然称为之滤波器，但没有通常滤波器的毛病。

其他地方产生的谐波源

通常的陷波式滤波器是并联联接的，没有方向特性。这样就很容易吸收上游非线性负载产生的谐波而出现过载。而Lineator对线路侧的谐波呈高阻抗，减低了谐波可能的流入和过载。

系统谐振

常规的滤波器在低于调谐频率以下时呈容性，这一容抗容易与系统固有的感抗产生谐振。当滤波器调谐在较高次谐波例如11次时，则对较低的谐波频率，例如5次或7次容易产生谐振。Lineator的自然谐振频率低于所有主要谐波频率，因此避免了谐振的可能性。

超前的功率因数

陷波式或广谱式大型电容器组，特别在轻负载的情况下，对系统而言呈容抗。在感性负载要求补偿电抗以改善低的位移功率因数(位移功率因数=基波有功功率/基波视在功率   译者注)的情况下，电容器组这个特性是有作用的。然而，在大多数VSD应用场合，虽然谐波分量影响到总功率因数变低，但其替换功率因数还是很高的。感性负载的补偿没有必要，事实上还会引起一些问题，特别是在由应急发电机供电的场合。对这种情况，一些较完善的滤波器要装设机械开关，在轻负载时，把电容器组切除，这样就增加了成本和复杂程度。对Lineator而言，甚至在无载的情况下，其容抗(kvar)也保持低于其额定容量的15%。这一点保证了与柴油发电机组很好的配合，而不需要切出电容器组。

减少谐波畸变

陷波式滤波器的效果决定于非调谐频率的谐波含量和调谐频率的谐波剩余含量的多少。为了达到低于15%的电流谐波畸变，经常需要多个频率的调谐支路。广谱式滤波器声称可达＜12% THID，但需要相对大的电容器组才能达到。THID指标要求越高，电容器组的容量就要越大。Lineator能够减小电流畸变到＜8%，而在满负载的情况下通常可接近THID 5%。

不再需要变频调速器的隔离变压器

由于没有经验，很多工程师指定在每台VSD上加装隔离变压器，以为这样做很多相关的动力问题就可以解决。虽然隔离变压器的固有阻抗及电隔离作用能够对变频器起到一定的保护作用，例如对开合电容器组的过电压，高频噪声等。但对变频器产生的谐波影响供电母线方面都没有起到多少保护作用。Lineator的高通阻抗具有隔离变压器的优点，又能很好地阻止变频器产生的谐波注入电源侧，而且体积小很多，效率又高。所以采用了Lineator后，不再需要变频调速器的隔离变压器了。另外，上游提供变换电压的变压器也不需要考虑K-factor系数(K-factor系数：由于谐波电流的存在使电力变压器附加损耗和渦流损耗增加的系数，k取值4或7、13、20、30 译者注)。

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