LED 형광등 고조파<>
전력 고조파 란 무엇입니까?
기본 주파수보다 높은 주파수를 고조파라고 하며 일반적으로 기본 주파수의 정수배(또는 무리수)입니다. 정수배의 고조파는 푸리에 급수로 설명할 수 있습니다.
고조파는 파형 왜곡을 일으킬 수 있습니다. 이 왜곡은 시간 영역 분석 장비와 같은 오실로스코프에서 볼 수 있지만 스펙트럼 분석기와 같은 주파수 영역 분석 장비를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 물론 스펙트럼 분석 기능이 있는 일부 고급형 오실로스코프도 사용할 수 있습니다.
전원 공급 시스템의 고조파
전원 공급 시스템에서 고조파 전류의 출현은 수년 동안 존재해 왔습니다. 과거에 고조파 전류는 전기 철도 및 산업용 DC 속도 조절 전송 장치에 사용되었으며 AC를 DC 전력으로 변환하는 수은 정류기에 의해 생성되었습니다. 최근 몇 년 동안 고조파를 발생시키는 장비의 유형과 양이 급격히 증가했으며 계속해서 증가할 것입니다. 따라서 고조파와 그 역효과, 역효과를 최소화하는 방법을 주의 깊게 고려해야 합니다.
1 고조파 발생
이상적인 청정 전원 공급 장치 시스템에서 전류와 전압은 모두 사인파입니다. 선형 성분(저항, 인덕턴스, 커패시턴스)만 포함하는 간단한 회로에서 흐르는 전류는 인가 전압에 비례하고 흐르는 전류는 사인파입니다.
실제 전원 시스템에서는 비선형 부하의 존재로 인해 인가 전압과 선형이 아닌 부하에 전류가 흐르면 비정현파 전류가 형성됩니다. 모든 주기적인 파형은 기본 주파수가 있는 사인파와 고조파 주파수가 많은 사인파로 분해될 수 있습니다. 고조파 주파수는 기본 주파수의 정수배입니다. 예를 들어 기본 주파수는 50Hz, 2차 고조파는 100Hz, 3차 고조파는 150Hz입니다. 따라서 왜곡된 전류 파형은 2차 고조파, 3차 고조파...최대 30차 고조파로 구성될 수 있습니다.
2 고조파를 발생시키는 기기의 종류
모든 비선형 부하는 고조파 전류를 생성할 수 있습니다. 고조파를 발생시키는 장비의 유형은 스위치 모드 전원 공급 장치(SMPS), 전자 형광등 안정기, 속도 제어 장치, 무정전 전원 공급 장치(UPS), 자기 철심 장비 및 TV와 같은 특정 가전 제품입니다.
(1) 스위치 모드 전원 공급 장치(SMPS):
대부분의 최신 전자 장치는 스위치 모드 전원 공급 장치(SMPS)를 사용합니다. 그들은 오래된 장비와 다릅니다. 그들은 기존의 벅 및 정류기를 제어 가능한 정류기 장치를 통해 직접 전원 공급 장치로 교체하여 저장 커패시터를 충전한 다음 적절한 출력 전압 및 전류를 사용합니다. 이 방법은 필요한 DC 전류를 출력합니다. 장비 제조업체의 이점은 장치의 크기, 가격 및 무게를 크게 줄일 수 있다는 것입니다. 단점은 어떤 모델이든 전원 공급 장치에서 연속 전류를 끌어낼 수 없고 펄스만 끌어올 수 있다는 것입니다. 현재의. 이 펄스 전류에는 3차 이상의 고조파 성분이 많이 포함되어 있습니다.
(2) 전자 형광관 안정기:
전자 형광등 안정기는 최근 몇 년 동안 널리 채택되었습니다. 높은 주파수에서 작업할 때 튜브의 효율을 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있지만 단점은 인버터가 전원 공급 전류에서 고조파 및 전기적 노이즈를 발생시킨다는 것입니다. 역률 보정 기능이 있는 모델을 사용하면 고조파를 줄일 수 있지만 비용이 많이 듭니다.
(3) DC 속도 조절 전송 장치:
DC 모터의 속도 컨트롤러는 일반적으로 6펄스 브리지 정류기 회로라고도 하는 3상 브리지 정류기 회로를 사용합니다. DC 출력 측에는 사이클당 6개의 펄스가 있기 때문입니다(각 위상의 반파에 하나씩 ) . DC 모터의 인덕턴스는 제한되어 있으므로 DC 전류에 300Hz의 맥동파(즉, 전원 주파수의 6배)가 있어 전원 전류의 파형을 변경합니다.
(4) 무정전 전원 공급 장치(UPS):
UPS는 전력 변환 방식과 외부 전원 공급 장치에서 내부 전원 공급 장치로의 변환 방식에 따라 다양한 유형이 있습니다. 주요 유형은 온라인 UPS, 오프라인 UPS 및 회선 상호 작용 UPS입니다. UPS에 의해 구동되는 부하는 항상 전자 정보 장비이며, 비선형이고 다수의 저차 고조파를 포함합니다.
(5) 자기 코어 장치:
철심이 있는 원자로에서 자화 전류와 자속 밀도 사이의 관계는 항상 비선형입니다. 전류 파형이 사인파인 경우(즉, 회로의 저항이 큰 경우) 자기장에 더 높은 고조파가 발생하며 이는 강제 자화 과정으로 간주됩니다. 코일에 인가되는 전압이 정현파(직렬저항이 작은 경우)라면 자속밀도도 정현파가 되고 전류파형에는 고조파가 포함되어 자유자화과정으로 간주된다.
3 고조파로 인한 문제 및 해결 방법
고조파 전류는 전원 공급 시스템과 장치 모두에서 문제를 일으킬 수 있습니다. 그러나 효과와 솔루션은 매우 다르며 별도로 처리해야 합니다. 장치에서 고조파의 유해한 영향을 제거하는 데 적합한 방법은 전원 시스템의 고조파로 인한 왜곡을 줄일 수 없으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
(1) 장치 및 솔루션의 고조파 문제:
전압 왜곡, 제로 크로싱 노이즈, 중성선 과열, 변압기 과열, 회로 차단기 오작동 등 고조파로 인해 발생하는 몇 가지 일반적이고 빈번한 문제가 있습니다.
① 전압왜곡: 전력계통에는 내부임피던스가 있기 때문에 고조파부하전류는 전압파형의 고조파전압왜곡을 일으킨다(이것이&'플랫탑& '파동의 근원임). 이 임피던스에는 두 가지 구성 요소가 있습니다. 전원 인터페이스(PCC) 이후의 전기 장치 내부 케이블 라인의 임피던스와 PCC 이전의 전원 시스템 임피던스입니다. 사용자의 전원 공급 장치 변압기는 PCC의 예입니다.
비선형 부하로 인한 왜곡된 부하 전류는 케이블 임피던스에 왜곡된 전압 강하를 생성합니다. 합성된 왜곡된 전압 파형은 동일한 회로에 연결된 다른 모든 부하에 추가되어 이러한 부하가 선형 부하일지라도 고조파 전류가 흐르게 합니다.
해결책은 고조파에 민감한 부하의 전원 라인과 고조파를 발생시키는 부하의 전원 라인을 분리하는 것입니다. 선형 부하와 비선형 부하는 동일한 전원 인터페이스 지점에서 서로 다른 회로에 의해 공급되므로 비선형 부하가 생성됩니다. 왜곡된 전압은 선형 부하에 전도되지 않습니다.
② 제로 크로싱 노이즈: 많은 전자 컨트롤러는 부하가 연결된 시기를 결정하기 위해 전압의 제로 크로싱 지점을 감지해야 합니다. 이는 일시적인 과전압을 생성하지 않고 전압이 0을 넘을 때 유도성 부하를 켜서 반도체 스위칭 장치의 전자기 간섭(EMI) 및 전압 충격을 줄이기 위해 수행됩니다. 전원 공급 장치에 고조파 또는 과도 과전압이 있는 경우 제로 크로싱에서 전압의 변화율이 매우 높고 결정하기 어려워 오작동이 발생합니다. 사실, 각 반파에는 여러 개의 제로 크로싱이 있을 수 있습니다.
③ 중성선 과열 : 중성점이 직접 접지된 3상 4선식 전원 시스템에서 부하가 3N 고조파 전류를 생성할 때 중성선은 각 상의 3N 고조파 전류의 합을 통해 흐릅니다. 예를 들어, 3상 부하가 불평형일 때 중성선을 통해 흐르는 전류는 더 커집니다. 최근 연구 실험에 따르면 중성 전류는 어떤 위상의 위상 전류보다 클 수 있습니다. 중성선이 너무 뜨거워지고 선로 손실이 증가하며 전선이 타버리게 됩니다.
현재 솔루션은 3상 4선식 전원 공급 장치 시스템에서 중성선의 단면적을 늘리는 것입니다. 최소 요구 사항은 위상 와이어와 단면적이 동일한 와이어를 사용하는 것입니다. IEC(International Electrotechnical Commission)에서는 중성 도체의 단면적이 위상 도체 단면의 200%여야 한다고 제안했습니다.
④변압기 온도 상승이 너무 높음: Yyn 배선이 있는 변압기가 2차측 부하에서 3N 고조파 전류를 생성할 때 중성선의 3상 부하 불평형 전류의 합 외에 3N 고조파 전류도 대수 합 , 그리고 고조파 전류는 변압기의 1차측을 통해 그리드로 흐릅니다. 위의 문제를 해결하는 가장 쉬운 방법은 Dyn 연결 변압기를 사용하여 부하에서 생성된 고조파 전류가 전력망으로 흐르지 않고 변압기의 델타 권선에 순환되도록 하는 것입니다.
고조파 전류가 전력망으로 유입되는지 여부에 관계없이 모든 고조파 전류는 변압기의 전력 손실을 증가시키고 변압기의 온도 상승을 증가시킵니다.
⑤누전차단기의 오동작 원인 : 제로시퀀스 변압기에 흐르는 전류의 합에 따라 누전차단기(RCCB)가 동작한다. 전류의 합이 정격 한계보다 크면 트립되어 전원 공급 장치가 차단됩니다. 고조파가 발생할 때 RCCB가 오작동하는 데는 두 가지 이유가 있습니다. 첫째, RCCB는 전기 기계 장치이기 때문에 고주파 성분의 합을 정확하게 감지하지 못하여 실수로 트립됩니다. 둘째, 고조파 전류로 인해 회로에 흐르는 전류가 계산되거나 단순히 측정된 값보다 커집니다. 대부분의 휴대용 측정기는 전류의 실제 제곱 평균 제곱근 값을 측정할 수 없고 평균값만 측정하고 파형이 순수한 사인이라고 가정한 다음 보정 계수를 곱하여 판독값을 얻습니다. 고조파가 있는 경우 이 판독 결과가 실제 값보다 훨씬 낮을 수 있으며 이는 트립 단위가 매우 낮은 값으로 설정되었음을 의미합니다.
이제 실제 제곱 평균 제곱근 값 측정 기술과 결합하여 전류의 평균 제곱근 값을 감지할 수 있는 회로 차단기를 구입하고 전원 공급 장치의 신뢰성을 보장하기 위해 트립 장치의 설정 값을 수정할 수 있습니다.
Benwei LED 형광등 고조파는 현재<>
