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图2所示为电压波形及其谐波表格。电压出现畸变,主要原因是畸变的电流在线路谐波阻抗上产生的,由于电流畸变十分严重,当畸变的电流流经线路阻抗时,会产生畸变的电压降,根据基尔霍夫电压定律可知,在该配电系统上的其他设备也必定是连接到畸变的电压上,从而受到严重影响。
图2 电压波形图以及电流THDi值
图3所示为该港口门机工作时无功需求趋势图以及办公区电能情况。从图3中可以看到,这些设备在空载和负重时所需无功差别大,变化快。左图可以看到,在门机工作时,每隔1分钟左右就会有一次很大的无功需求,传统无功柜采用接触器切投,功率因数控制器(RVC)控制。RVC会设置相应的步进切投时间,一般时间设置会在10s到40s之间,例如ABB低压RVC步进切投时间默认为40s,切投时间太长跟不上负载无功需求,切投时间太短会导致接触器、电容器等元件老化加速。跟据这一特性可知,传统的无功补偿无法跟踪快速变化的负载无功需求,这会导致功率因素数一直很低。功率因数受谐波和快速变化的负载影响,要投入更大的无功补偿或更换新的无功补偿设备,各种成本也会随之上升。
如图4所示,受谐波影响,功率因数普遍不高,平均仅为0.84。
图3 港口门机工作时无功需求趋势图、功率和电能
由以上分析可知,功率因数受到谐波的影响,根据公式利用计算机仿真可以看出当PF=0.84,THDu=5%时,THDi高达60%。
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