安科(ke)瑞 唐瀟倩

1、概述

1.1 諧波(bo)的產生(sheng)

　　電(dian)(dian)(dian)(dian)力系統中理想(xiang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)波(bo)(bo)形都(dou)是頻(pin)率(lv)為(wei)50Hz的(de)(de)正(zheng)(zheng)弦(xian)(xian)波(bo)(bo)，但是非線性電(dian)(dian)(dian)(dian)力設備 （大(da)功率(lv)可(ke)控硅、變頻(pin)器、UPS、開關電(dian)(dian)(dian)(dian)源、中頻(pin)爐等）的(de)(de)廣泛應用產生(sheng)了(le)大(da)量(liang)畸變的(de)(de)諧(xie)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，諧(xie)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)耦合在(zai)線路上產生(sheng)諧(xie)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓。對非正(zheng)(zheng)弦(xian)(xian)的(de)(de)畸變電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)作傅立葉級數分解，其中頻(pin)率(lv)與工頻(pin)相同的(de)(de)分量(liang)為(wei)基(ji)波(bo)(bo)，頻(pin)率(lv)是基(ji)波(bo)(bo)頻(pin)率(lv)整數倍(bei)的(de)(de)分量(liang)為(wei)諧(xie)波(bo)(bo)。諧(xie)波(bo)(bo)是電(dian)(dian)(dian)(dian)能質量(liang)的(de)(de)重要指(zhi)標。APF有源電力濾波柜/優惠價格

1.2 諧波的危害

●  諧波(bo)使公用電網(wang)中的(de)元件(jian)產生附加的(de)損(sun)耗，降低了發電、輸電及(ji)用電設備的(de)效率。大量三次(ci)諧波(bo)流(liu)過中線會(hui)使線路過熱，甚(shen)至引起火災(zai)。

●  諧波會影響電氣設備的(de)正常工(gong)作，使電機(ji)產生(sheng)機(ji)械振(zhen)動和噪聲等；使變壓器局部嚴重過(guo)(guo)熱；使電容器、電纜等設備過(guo)(guo)熱、絕緣老化、壽命縮(suo)短，以致損(sun)壞。

●  引起(qi)電網諧(xie)振(zhen)，使得諧(xie)波電流放大(da)幾倍甚至(zhi)數十(shi)倍，會對(dui)系統，特別是(shi)對(dui)電容器和(he)與之串聯的電抗器形成很大(da)的威脅，經常使電容器和(he)電抗器燒毀(hui)。

●  諧波會(hui)導致繼(ji)電(dian)保護，特別是微機綜合保護器與自動(dong)裝(zhuang)置(zhi)誤(wu)動(dong)作(zuo)，造成不(bu)必要的供(gong)電(dian)中斷和生產損失(shi)。諧波還會(hui)使電(dian)氣測量(liang)儀表(biao)計(ji)量(liang)不(bu)準確，產生計(ji)量(liang)誤(wu)差，給用(yong)電(dian)管理部門(men)或電(dian)力用(yong)戶帶來(lai)經濟損失(shi)。

●  臨近的諧波源或較高(gao)次諧波會(hui)對通(tong)信(xin)(xin)及信(xin)(xin)息(xi)處理設(she)備產(chan)生(sheng)干(gan)擾，輕則產(chan)生(sheng)噪聲、降低通(tong)信(xin)(xin)質量、計算機(ji)無法(fa)正(zheng)常(chang)工(gong)作，重則導致信(xin)(xin)息(xi)丟失，使(shi)工(gong)控系統崩潰(kui)。

1.3 有源電力(li)濾波(bo)器(qi)產品效益

●  使(shi)諧波指標滿足國家標準，避免供電部門罰款或(huo)中斷供電；

●  降(jiang)低變壓器損耗；

●  減少諧(xie)波污(wu)染，降低諧(xie)波對(dui)自(zi)動控制裝(zhuang)置(zhi)、電(dian)(dian)能計量裝(zhuang)置(zhi)、繼電(dian)(dian)保護(hu)裝(zhuang)置(zhi)的干擾(rao)，保證供配電(dian)(dian)系(xi)統安全穩(wen)定運行；

●  避免諧波過(guo)電壓和諧波過(guo)電流對(dui)電氣設備(bei)的(de)危害(hai)，延長(chang)設備(bei)使用壽(shou)命(ming)；

●  節能降(jiang)耗，提高功率因數(shu)，節約電費，避免罰款。

1.4 執行標準(zhun)

   GB/T14549-1993 《電(dian)能質量(liang)：公(gong)用電(dian)網諧波(bo)》

   GB/T15543-2008 《電(dian)能(neng)質量(liang)：三(san)相電(dian)壓不(bu)平衡度》

   GB/T12325-2008 《電(dian)能質量：供(gong)電(dian)電(dian)壓偏差》

   GB/T12326-2008 《電能質量：電壓波動和(he)閃變》

   GB/T18481-2001 《電(dian)能(neng)質量：暫(zan)時過電(dian)壓(ya)和瞬態過電(dian)壓(ya)》

   GB/T15945-2008 《電(dian)能(neng)質量：電(dian)力系統頻率偏差(cha)》

   ;GB17625.1-2012 《電磁兼容 限(xian)值(zhi) 諧(xie)波電流(liu)發射限(xian)值(zhi)》

   GB/T15576-2008 《低壓(ya)成套無功功率補償(chang)裝置》

2、產(chan)品介紹

2.1 工作原理

　　ANAPF系(xi)列(lie)有(you)(you)源(yuan)電(dian)(dian)力濾波(bo)(bo)(bo)器并聯在含(han)(han)諧波(bo)(bo)(bo)負載(zai)的(de)低壓配電(dian)(dian)系(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)，能夠對動態變化的(de)諧波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)進行(xing)快速實時的(de)跟(gen)蹤(zong)和補償。其原理為：ANAPF系(xi)列(lie)有(you)(you)源(yuan)電(dian)(dian)力濾波(bo)(bo)(bo)器通過(guo)CT采(cai)集(ji)系(xi)統(tong)諧波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)，經控制器快速計算并提(ti)取各次諧波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)含(han)(han)量(liang)，產(chan)(chan)生(sheng)諧波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)指令(ling)，通過(guo)功率執行(xing)器件產(chan)(chan)生(sheng)與諧波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)幅值相等(deng)方向(xiang)相反的(de)補償電(dian)(dian)流(liu)(liu)，并注入電(dian)(dian)力系(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)，從而抵消(xiao)非(fei)線性負載(zai)所產(chan)(chan)生(sheng)的(de)諧波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)。

   ;  圖(tu)2-1  ANAPF有源電(dian)力濾波器原理圖(tu)

2.2 產品(pin)特點

●  DSP+FPGA全(quan)數字控制方式(shi)，具有極快的(de)響應時(shi)間，*的(de)主電路拓(tuo)撲和控制算法，精度更高、運(yun)行(xing)更穩定(ding)；

●  一(yi)機多能，既可補諧(xie)波(bo)，又可兼(jian)補無功，可對(dui)2～31次諧(xie)波(bo)進行全補償或特定次諧(xie)波(bo)進行補償；

●  具有完善的(de)橋臂過(guo)流保(bao)護、直流過(guo)壓保(bao)護、裝置(zhi)過(guo)溫保(bao)護功能；

●  模塊(kuai)化設計，體積小，安裝便利(li)，方便擴容；

●  采用7英寸(cun)大屏幕彩色(se)觸(chu)摸屏以實現參數設置和控(kong)制，使用方便(bian)，易于操作和維護；

●  輸出端加裝(zhuang)濾波裝(zhuang)置，降低(di)高頻紋波對電力(li)系統的影響(xiang)；

●  多機并聯，達到較(jiao)高的電流輸(shu)出等級；

●  擁有自主技術。

2.3 主(zhu)要(yao)技術參數

表2-1 ANAPF有源電力(li)濾波器技(ji)術參數

2.4 產品型號及說明

3、產品應用

3.1 容量(liang)計算(suan)方法

　　諧(xie)波是(shi)由(you)非線性設(she)備(bei)(bei)產生的(de)(de)(de)，而每種設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)實際(ji)工(gong)作狀態(tai)都(dou)不(bu)同。因(yin)此(ci)實際(ji)諧(xie)波電(dian)(dian)流(liu)需(xu)采用專門設(she)備(bei)(bei)進行(xing)測量(liang)，考慮(lv)到(dao)設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)及經濟性，設(she)計諧(xie)波治理裝置的(de)(de)(de)額定諧(xie)波補償電(dian)(dian)流(liu)應略大(da)于系(xi)統(tong)諧(xie)波電(dian)(dian)流(liu)。由(you)于諧(xie)波電(dian)(dian)流(liu)本身的(de)(de)(de)測量(liang)與計算比較復(fu)雜，況且在設(she)計時往往很難采集到(dao)足夠的(de)(de)(de)電(dian)(dian)氣設(she)備(bei)(bei)使(shi)用中的(de)(de)(de)諧(xie)波數據(ju)，可以根(gen)據(ju)下列公(gong)式(shi)估算諧(xie)波電(dian)(dian)流(liu)進行(xing)選型。

3.1.3  根據快速選(xuan)型(xing)表(biao)查表(biao)選(xuan)型(xing)

   查表步驟：

   步驟1：確(que)定變壓(ya)器容量和變壓(ya)器負載率（一般在0.6~0.8）；

   步驟2：根(gen)據變壓(ya)器負載(zai)率確定表2、表3或表4；

   步驟3：確定(ding)電(dian)流總諧波畸(ji)變率（THDi）（表1中THDi值為參考值，僅在估算諧波電(dian)流時(shi)使用(yong)）；

   步驟(zou)4：根據變壓器容量及THDi參(can)考(kao)值確定相應的諧波電流(liu)值；

   步驟5：考(kao)慮到一(yi)定的裕(yu)量，選擇相應容量的ANAPF有(you)源電力濾波(bo)器。

注：表1～表4參見(jian)附錄1。

3.2 選型示例

　　上海某工廠(chang)辦公大樓變(bian)壓(ya)器(qi)容量為(wei)250KVA，變(bian)壓(ya)器(qi)負(fu)載(zai)率為(wei)0.8，主(zhu)要負(fu)載(zai)為(wei)節能燈、變(bian)頻空調(diao)和電(dian)梯等，屬于辦公樓宇。

   變壓器(qi)容量為(wei)250KVA；

   變壓器(qi)負載率為0.8；

3.3 治理方式分類與說(shuo)明

　　電能質量(liang)監測與治理系統針(zhen)對(dui)不(bu)同的場合可選擇不(bu)同的治理方案，一(yi)般(ban)有集中治理、局部(bu)治理和就(jiu)地治理三種技術方案。

   （一）集中治理

集中治理上(shang)圖示例

   本(ben)案例是在變(bian)電所低壓電容柜中(zhong)設(she)置無功補償，同時在配電前端設(she)置有源電力濾波(bo)器，采(cai)用(yong)集(ji)中(zhong)治理的方(fang)式抑(yi)制諧波(bo)。

   集中治理適(shi)用于單臺設備(bei)諧波含(han)(han)量(liang)小(xiao)(xiao)，但(dan)(dan)數量(liang)龐(pang)大(da)(da)、布局分散的(de)(de)場合，比如(ru)辦公大(da)(da)樓(lou)(個人電腦、節能燈、變頻空調、電梯(ti)等)，雖然單臺設備(bei)的(de)(de)電流(liu)小(xiao)(xiao)，諧波含(han)(han)量(liang)低，但(dan)(dan)整棟大(da)(da)樓(lou)的(de)(de)總電流(liu)大(da)(da)，總諧波電流(liu)也(ye)大(da)(da)。

   （二）局部治理(li)

局部治(zhi)理上圖(tu)示(shi)例(li)

　　本案例(li)是在變電(dian)所(suo)低壓(ya)電(dian)容柜中設置無功(gong)補償，同時在局(ju)部諧波源(yuan)前(qian)端設置有源(yuan)電(dian)力(li)濾波器(qi)，采用局(ju)部治理的方式抑制諧波。

　　局部治理適用(yong)于諧(xie)波源集(ji)中(zhong)在某一條或(huo)幾(ji)條饋出支路的配(pei)電系統，比如(ru)醫院的精密儀(yi)器、UPS電源等，雖然單臺設備的電流小(xiao)，諧(xie)波含量低，但為防止其他設備產生(sheng)的諧(xie)波對其干擾，采用(yong)局部諧(xie)波治理。

   （三）

就地治(zhi)理上圖示(shi)例

　　本案例是在(zai)變電(dian)所(suo)低壓電(dian)容(rong)柜(ju)中設置(zhi)無(wu)功補償，同時在(zai)主要諧波源(yuan)的前端設置(zhi)有源(yuan)電(dian)力濾波器(qi)，采用就地治(zhi)理方(fang)式的抑制諧波。

　　就地治理(li)適(shi)用(yong)于諧(xie)波(bo)源比(bi)較(jiao)(jiao)明(ming)確(que)且單臺設(she)備(bei)諧(xie)波(bo)含(han)量(liang)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)配電(dian)(dian)系統，比(bi)如大(da)型商業區的(de)(de)景(jing)觀照(zhao)明(ming)、影(ying)劇院的(de)(de)可控硅調光設(she)備(bei)、工業區的(de)(de)變頻(pin)器調速(su)設(she)備(bei)等，單臺設(she)備(bei)電(dian)(dian)流大(da)、諧(xie)波(bo)含(han)量(liang)高、諧(xie)波(bo)電(dian)(dian)流大(da)，為防止(zhi)諧(xie)波(bo)電(dian)(dian)流影(ying)響(xiang)其他用(yong)電(dian)(dian)設(she)備(bei)，采用(yong)就地治理(li)。APF有源電力濾波柜/優惠價格