安科瑞 蔣超萍

1、概述

1.1 諧波的產(chǎn)生

　　電力系統(tǒng)中理想的電壓、電流波形都是頻率為50Hz的正弦波，但是非線性電力設備 （大功率可控硅、變頻器、UPS、開關電源、中頻爐等）的廣泛應用產(chǎn)生了大量畸變的諧波電流，諧波電流耦合在線路上產(chǎn)生諧波電壓。對非正弦的畸變電流作傅立葉級數(shù)分解，其中頻率與工頻相同的分量為基波，頻率是基波頻率整數(shù)倍的分量為諧波。諧波是電能質量的重要指標。ANAPF有源濾波模塊 有源電力濾波柜廠家

1.2 諧波的危害

●  諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設備的效率。大量三次諧波流過中線會使線路過熱，甚至引起火災。

●  諧波會影響電氣設備的正常工作，使電機產(chǎn)生機械振動和噪聲等；使變壓器局部嚴重過熱；使電容器、電纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短，以致?lián)p壞。

●  引起電網(wǎng)諧振，使得諧波電流放大幾倍甚至數(shù)十倍，會對系統(tǒng)，特別是對電容器和與之串聯(lián)的電抗器形成很大的威脅，經(jīng)常使電容器和電抗器燒毀。

●  諧波會導致繼電保護，特別是微機綜合保護器與自動裝置誤動作，造成不必要的供電中斷和生產(chǎn)損失。諧波還會使電氣測量儀表計量不準確，產(chǎn)生計量誤差，給用電管理部門或電力用戶帶來經(jīng)濟損失。

●  臨近的諧波源或較高次諧波會對通信及信息處理設備產(chǎn)生干擾，輕則產(chǎn)生噪聲、降低通信質量、計算機無法正常工作，重則導致信息丟失，使工控系統(tǒng)崩潰。

1.3 有源電力濾波器產(chǎn)品效益

●  使諧波指標滿足國家標準，避免供電部門罰款或中斷供電；

●  降低變壓器損耗；

●  減少諧波污染，降低諧波對自動控制裝置、電能計量裝置、繼電保護裝置的干擾，保證供配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行；

●  避免諧波過電壓和諧波過電流對電氣設備的危害，延長設備使用壽命；

●  節(jié)能降耗，提高功率因數(shù)，節(jié)約電費，避免罰款。

1.4 執(zhí)行標準

    GB/T14549-1993 《電能質量：公用電網(wǎng)諧波》

    GB/T15543-2008 《電能質量：三相電壓不平衡度》

    GB/T12325-2008 《電能質量：供電電壓偏差》

    GB/T12326-2008 《電能質量：電壓波動和閃變》

    GB/T18481-2001 《電能質量：暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓》

    GB/T15945-2008 《電能質量：電力系統(tǒng)頻率偏差》

    GB17625.1-2012 《電磁兼容 限值 諧波電流發(fā)射限值》

    GB/T15576-2008 《低壓成套無功功率補償裝置》

2、產(chǎn)品介紹

2.1 工作原理

　　ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在含諧波負載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠對動態(tài)變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償。其原理為：ANAPF系列有源電力濾波器通過CT采集系統(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負載所產(chǎn)生的諧波電流。

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      圖2-1  ANAPF有源電力濾波器原理圖

2.2 產(chǎn)品特點

●  DSP+FPGA全數(shù)字控制方式，具有極快的響應時間，*的主電路拓撲和控制算法，精度更高、運行更穩(wěn)定；

●  一機多能，既可補諧波，又可兼補無功，可對2～31次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償；

●  具有完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；

●  模塊化設計，體積小，安裝便利，方便擴容；

●  采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏以實現(xiàn)參數(shù)設置和控制，使用方便，易于操作和維護；

●  輸出端加裝濾波裝置，降低高頻紋波對電力系統(tǒng)的影響；

●  多機并聯(lián)，達到較高的電流輸出等級；

●  擁有自主技術。

2.3 主要技術參數(shù)

表2-1 ANAPF有源電力濾波器技術參數(shù)

2.4 產(chǎn)品型號及說明

3、產(chǎn)品應用

3.1 容量計算方法

　　諧波是由非線性設備產(chǎn)生的，而每種設備的實際工作狀態(tài)都不同。因此實際諧波電流需采用專門設備進行測量，考慮到設備的技術及經(jīng)濟性，設計諧波治理裝置的額定諧波補償電流應略大于系統(tǒng)諧波電流。由于諧波電流本身的測量與計算比較復雜，況且在設計時往往很難采集到足夠的電氣設備使用中的諧波數(shù)據(jù)，可以根據(jù)下列公式估算諧波電流進行選型。

3.1.3  根據(jù)快速選型表查表選型

    查表步驟：

    步驟1：確定變壓器容量和變壓器負載率（一般在0.6~0.8）；

    步驟2：根據(jù)變壓器負載率確定表2、表3或表4；

    步驟3：確定電流總諧波畸變率（THDi）（表1中THDi值為參考值，僅在估算諧波電流時使用）；

    步驟4：根據(jù)變壓器容量及THDi參考值確定相應的諧波電流值；

    步驟5：考慮到一定的裕量，選擇相應容量的ANAPF有源電力濾波器。

注：表1～表4參見附錄1。