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安科瑞 師晴晴  

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰  

前言

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(shè)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(zāi)。

● 諧波會影響電氣設(shè)備的正常工作，使電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動和噪聲等；使變壓器局部嚴(yán)重過熱；使電容器、電纜等設(shè)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(dǎo)致繼電保護(hù)，特別是微機(jī)綜合保護(hù)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(jì)量不準(zhǔn)確，產(chǎn)生計(jì)量誤差，給用電管理部門或電力用戶帶來經(jīng)濟(jì)損失。

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

一、有源電力濾波器的實(shí)用意義

主要應(yīng)用場合

1.變頻設(shè)備的應(yīng)用場合隨著技術(shù)的進(jìn)步，變頻設(shè)備大量應(yīng)用于各類場合，變頻設(shè)備會產(chǎn)生大量的諧波，因此，這類場合是有源濾波器主要的目標(biāo)市場之一。

2.不穩(wěn)定負(fù)荷的應(yīng)用場合不穩(wěn)定負(fù)荷不是有源濾波器的主要市場，但它是電力系統(tǒng)一個重要的方面，因?yàn)椴环€(wěn)定的負(fù)荷雖然所占比例不大，但是它們對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它負(fù)荷所造成的影響，因此對于該類應(yīng)用場合也應(yīng)作為有源濾波器的主要市場方向之一。

3.鋼鐵廠鋼鐵廠的電弧爐、軋鋼機(jī)等是主要的諧波發(fā)生設(shè)備，且主要是沖擊性負(fù)荷，對鋼鐵廠附近的其它負(fù)荷有很大影響。同時，諧波問題對鋼鐵廠無功補(bǔ)償?shù)挠绊懞艽螅詰?yīng)以無功補(bǔ)償和諧波治理同時處理作為目標(biāo)。

4.有色冶金有色冶金的負(fù)荷除電弧爐性質(zhì)的負(fù)荷外，還由于采用直流濕法冶金而產(chǎn)生大量的直流成分。

5.港口機(jī)械港機(jī)是大型的提升設(shè)備，一般都采用很大的變頻器，因此是港口機(jī)械主要的諧波發(fā)生源，因此對于該類應(yīng)用場合也應(yīng)作為有源濾波器的市場方向之一。

6.電氣化鐵路電氣化鐵路一般使用直流電機(jī)拖動，因此是一個市政方面的主要諧波源。根據(jù)現(xiàn)有上海、北京等地電氣化鐵路的運(yùn)行情況，大多數(shù)系統(tǒng)都安裝了濾波器。預(yù)計(jì)本產(chǎn)品可以達(dá)到電氣鐵路濾波器國產(chǎn)化的作用。

7.自動化生產(chǎn)線高精度自動化生產(chǎn)線本身不產(chǎn)生諧波，但是對于電能質(zhì)量有很高的要求，因此需要在高精度自動化生產(chǎn)線的供電側(cè)安裝有源濾波器，以降低諧波對生產(chǎn)線的影響。

8.辦公大樓、大型商業(yè)區(qū)等節(jié)能燈和空調(diào)集中場所辦公大樓、大型商業(yè)區(qū)等節(jié)能燈和空調(diào)集中場所的諧波情況也非常嚴(yán)重，治理方法宜采用集中治理方法，以節(jié)省成本。

二、工作原理  

1.ANAPF 模塊工作原理  

ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在含諧波負(fù)載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠?qū)討B(tài)變化的諧波電流進(jìn)行快速實(shí) 時的跟蹤和補(bǔ)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(jì)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(bǔ)償電流，并  注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。電力濾波裝置諧波治理  

2.ANAPF 整機(jī)工作原理  

有源電力濾波器是一種用于補(bǔ)償無功、諧波治理以及不平衡調(diào)節(jié)的新型電力電子裝置；智能控制系統(tǒng)主動根據(jù)系  統(tǒng)的線性動態(tài)需求，自動調(diào)節(jié)模塊的輸出；ANAPF整機(jī)主要是由ANAPF模塊組成；能完成更大容量的無功功率的補(bǔ)  償，整機(jī)通過一個7寸觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。觸摸屏通過RS485與ANAPF模塊進(jìn)行通信。  

三、產(chǎn)品特點(diǎn)  

1) 補(bǔ)償方式靈活：既可補(bǔ)諧波，又可兼補(bǔ)無功，可對 2-51 次諧波進(jìn)行全補(bǔ)償或次諧波進(jìn)行補(bǔ)償；  

2) 可治理三相不平衡；   

3) 線性補(bǔ)償，響應(yīng)時間≤5ms；   

4) 具有人性化的人機(jī)交互界面，可通過該界面看到系統(tǒng)和本體的實(shí)時電能質(zhì)量信息，操作簡單，可以遠(yuǎn)控，也可以本控；   

5) 采用進(jìn)口 IGBT，功率密度大，可靠性高；   

6) 采用 DSP 高速檢測和運(yùn)算的數(shù)字控制系統(tǒng)；

7) 監(jiān)控以及顯示具備遠(yuǎn)程通訊接口，可以通過 PC 機(jī)實(shí)時監(jiān)控；   

8) 標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，縮短交付周期，同時提高了使用的可靠性和可維護(hù)性。

四、應(yīng)用場所

1.商業(yè)中心  

2.數(shù)據(jù)中心  

3.變頻行業(yè)  

4.光伏行業(yè)  

5.港口/油田  

6.化工/冶煉  

五、有源電力濾波器的好處

1、提高企業(yè)設(shè)備的供電質(zhì)量，提供設(shè)備運(yùn)行的可靠性，減少因設(shè)備誤動作而造成的經(jīng)濟(jì)損失。  

2、降低用電設(shè)備發(fā)熱，減少絕緣老化，從而提高設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。  

3、減少電容器的諧振幾率，提高用電安全。

4、減少諧波產(chǎn)生的電磁干擾，保障弱點(diǎn)系統(tǒng)正常工作。  

5、滿足國家及地方標(biāo)準(zhǔn)要求，避免罰款。 

在我國供配電系統(tǒng)當(dāng)中，諧波污染是待解決的問題之一，近年來由于社會對于電力的需求變大，以及新型電器的不斷產(chǎn)生，對電力系統(tǒng)的要求也越來越高，形成的諧波污染也越來越不容忽視，因此，我國相關(guān)研究人員結(jié)合居民以及單位的實(shí)際用電狀況，釆用設(shè)備，研究新理論去解決電力諧波治理問題。

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