谐波治理APF作用解析-安科瑞有源电力滤波器
APF有源电力滤波器 简介

APF(active power filter)有源电力滤波器谐波电力系统中的电流电压非正弦波形都可以被分解为一个频率与其相等的正弦波形和若干频率为其频率的整数倍的正弦波。
频率与原波形相等的部分被称为基波,而频率为原波形整数倍的部分被称为谐波,频率的被数就是谐波次数。
电力系统中的谐波绝大多数是奇次谐波。
谐波的危害‐典型1对变压器☆谐波电流将会使变压器铜损和磁滞损耗增加☆谐波电压将会使变压器铁损增加☆使变压器机械噪声提高且产生额外的温升☆谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度降低设备使用寿命☆零序谐波电流会在三角形接法的变压器绕组内产生环流,使绕组电流过流对电力电缆☆谐波电流会使导体过载、导致过热、发生绝缘破坏而烧毀☆谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度降低设备使用寿命☆对高频率谐波电流,电缆呈现集肤效应( Skin effect ) , 使额定载流量减少☆零序(3的倍数次)谐波电流会导致三相四线系统的中线过载、损坏谐波的危害‐典型2对电机☆因谐波电压与谐波电流产生额外的铁损与铜损, 进而影响转动电机的机械效率☆产生脉动转矩致使电动机振动加剧,影响电机寿命和输出转矩的稳定性☆谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度,降低电机使用寿命系统谐振☆引起系统谐振导致,电容器组、电抗器阻及相关用电设备,因过电流或过电压而损坏或无法投入运行谐波的危害‐典型3对生产设备☆改变保护继电器的动作特性引起误动作、造成继电保护等自动装置工作紊乱;☆谐波延缓电弧熄灭,影响断路器的分断容量;☆使计量仪表特别是感应式电能表产生计量误差;☆干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备,影响设备的正常运行。
对通讯、网络☆因电力线中的谐波电流或谐波电压会产生感应电磁场,将影响邻近信号线的传输品质☆干扰邻近的计算机系统的正常工作,导致重启或死机谐波的治理‐无源滤波器无源滤波器,又称LC滤波器,是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路,可滤除某一次或多次谐波,最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联,可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。
APF谐波治理措施解析-安科瑞有源电力滤波器

APF谐波治理措施解析-安科瑞有源电力滤波器安科瑞王志彬2019.03为了减少与限制谐波的影响可以从管理和技术措施,加强谐波控制。
APF的使用可以特别有效的治理谐波。
(1)建立客户作为重要力量参与和谐良好的客户关系管理是谐波控制的基础。
用户可以访问,举行会谈,电能质量的形式,提高了用户对电力系统电能质量问题的理解,建立双赢关系的电力。
(2)建立设备接入的系统逆变器,整流器的结构,各种型号,制造商有好有坏,有必要建立获取系统电源供应系统,后面的产品,设计不符合标准的设备谐波抑制排斥外系统。
(3)加强施工的管理作为复杂多样,专业,技术,因此必须建立专业的管理团队来完成客户端的谐波谐波的监测,分析和治理谐波谐波产生。
对于没有条件谐波处理施工专业队伍,你可以选择拥有雄厚的技术力量沟通机构与专业人士来完成谐波管理的技术支持。
加强标准化谐波电力部门的管理必须纳入日常生产管理调与管理,通过“客户谐波管理措施的发展,”一的管理,经营,管理标准及其他主要方向明确的谐波谐波管理制度,加强监督和管理。
安科瑞ANAPF有源电力滤波器1、概述1.1谐波的产生电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波,但是非线性电力设备(大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等)的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流,谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。
对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解,其中频率与工频相同的分量为基波,频率是基波频率整数倍的分量为谐波。
谐波是电能质量的重要指标。
1.2谐波的危害●谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率。
大量三次谐波流过中线会使线路过热,甚至引起火灾。
●谐波会影响电气设备的正常工作,使电机产生机械振动和噪声等;使变压器局部严重过热;使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以致损坏。
●引起电网谐振,使得谐波电流放大几倍甚至数十倍,会对系统,特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁,经常使电容器和电抗器烧毁。
APF谐波治理的现状-安科瑞有源电力滤波器

APF谐波治理的现状-安科瑞有源电力滤波器安科瑞王志彬2019.03在电子装置的应用越来越广泛的现在,谐波的污染是特别严重的,APF有源电力滤波器的应用是特别有效的,那么接下来就为您介绍华电科能的小编为您介绍APF谐波治理的现状。
1、缺少有效的技术支持谐波治理是一个高度专业的工作,为了完成监管需要的专业知识,分析和治理。
事实上,电力部门,尤其是主电源的供应器,这些专业人士非常缺乏,导致了谐波治理瓶项目。
2、顾客的谐波污染问题缺少了解中国1993年颁布的GB/T14549到谐波电流的公共价值观“共同谐波电能质量,”规定:连接点,把用户的安装电力谐波滤波器,限制公用电网谐波注入。
“低压电器和电子设备的谐波(设备输入电流≤16保安)”电流限制,规定机电设备采购,测试和认证,符合标准的限制允许访问的分配制度。
与网络的连接到电气设备的非线性阻抗特性后,网络运行的谐波电流注入公共连接点,造成比标准电压正弦波畸变更多的用户,用户必须采取措施消除。
否则,它的电力供应业务可能会暂停。
但在实践中,因为客户有充分了解的谐波治理通常被认为是电力部门的工作,使客户一直是得不到有效谐波控制。
当供电部门监测数据到客户端时,客户端往往难以得到支持和合作。
3、缺乏有效的管理机制虽然国家已明确规定,谐波控制按照“污染者,谁控制”的原则。
但缺乏有效的检查手段,在实践中,电力部门为用户谁是将不得不采取措施来控制用户的谐波管理,这使得客户端管理的主导地位不仅是十分被动谐波。
此外,由于谐波治理往往需要投入大量的资金,这使得在当前所面临的困难电网谐波源谐波治理的实际运作中存在的大量用户,但实际执行的管治是少数。
安科瑞ANAPF有源电力滤波器1、概述1.1谐波的产生电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波,但是非线性电力设备(大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等)的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流,谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。
有源电力滤波器(APF)在谐波治理中应用

、
置等形成干扰甚至造成误动 。 ( 三) 谐波 可 能会在 电网局 部 引起 串联 谐 振或并联谐 振,谐波 电流将 放大几倍甚至 几十 倍 ,严重威胁 电气设备安全并诱发事故 。 ( 四) 电气 测量 仪表 会 因谐 波产 生 计量 误 差,给供 电部 门和用户造成直接经济损失 。 三 、波抑制与无功补偿装置 想要解 决电网谐波污染 的问题 ,主要的解 决方案可 以从两个方面入手 :一是减少谐 波的 产生 ,另 一个方法是安装谐 波补偿装置用 来补 偿 谐波 ,此 方法对于各种谐 波源都是适用 的, 哪里有消耗 就在哪里产生补 偿 ,这个浅 显易懂 的道 理 可 以视作 无 功功 率 补偿 方法 的基 本 原 理,常用 的无功补偿装置主 要有 以下 四类 :同 步调相机 、开关投切 固定 电容、静止无功补 偿 器、静止无 功发生器 。一方面 ,一种设备 或者 装置会产生 出谐波 ,那么很 有可能它也会 消耗
流补偿 电路两大部 分组成 ,将 电路 负载 电流 中 的谐波 分量 以及无功 电流分量检测 出来是 电流 检测 电路的任务 ,电流补偿 电路通过对 逆变 电 路进行控 制 ,使其产 生与谐波 电流 以及无功 电 流反 向的补偿 电流 ,从而实现补偿 电路 中由非 线性 负载所 引起负载 电流 中的谐波分 量和无功 电流 分量 的 目的 。按照接入 电 网的方式 , 有 源 电力滤波器又可 以分为并联型有源 电力滤波 器 、 串联 型有 源 电力 滤波 器 和混 合型 有源 电 力滤波 器。并联型有 源电力滤波器结 构是最简 单 、最基本 的A P F ,主 电路 由逆变 器构成 ,它 与 电网电压构成并联 关系 ,通过 向电网中注入 与检 测所得 谐波大 小相等 、相 位相差 1 8 0 0 的 电流信 号,将 电网中的谐波抵消 ,实 现将非线 性负载所产 生 的谐波 滤除,达到净化 电网的 目 的 并联 型A P F 思路清 晰 ,容易实 现 ,因此应 用最 多。串联型有源 电力滤波器用于补 偿 电压 谐波 。 串联 型A P F 以串入 电网的方 式 向电网 中 注入谐波 电压信号 ,实现 将电网 电压变 为标准 正弦波 。但 在实际应 用中,安装 、维 护相对复 杂,费用较高 。 混合型有 源电力滤波器 ,它是将 串联型、 并联 型A P F 混合起 来使 用,混合 型有 源 电力 滤 波器不仅包 括 串、并联 的混合 ,还包括 有源 电 力滤波器与无源滤 波器的混合 ,混合 型A P F 的 谐波补偿 能力是最强 的,但 是从结构上 可以很 容易知 道 ,混合型A P F 需要大量 的 电力 电子 器 件 ,安装 、使用和维护都 非常复杂 ,使 用很不 方便 ,尤其 是成本太高 ,性价 比很低 ,因此 使 用并不广泛 。谐波污染 问题 向电网供 电质量 提 出了严峻 的挑 战,本文对 电网中存在 的谐波 以 及无功功率 的起因 、危害 、治理措施进 行了较 为详细地 阐述 ,最后找到 了可 以同时实现谐 波 治理和无功 功率补偿 的功 能的办法,那就是 应 用A P F ,因此,A P F 有着广泛 的应用 空间。
ANAPF有源电力滤波器应用

企业要求摘录
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2007年4月上海申通地铁集团有限公司 发布的《上海轨道交通无功补偿及谐波支 路指导意见》中明确指出,设计方案中“ 取消传统的无功补偿设计方案”,“新建 线路的设计中应统一采用:串接电抗器的 无功补偿装置(失谐无功补偿装置)与有 源滤波器并联使用的设计方案”。
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安科瑞APF产品介绍
谐波的危害
重要设备用电受到影响 与补偿电容发生谐振 带来谐波电压: 整流设备故障、误触发 、控制器故障
电缆: 损耗、温升、绝缘 变压器: 损耗、温升、噪声
国家电能质量标准
1988年颁布《电网电能质量技术监督管理规定》
确定原则: “谁干扰,谁污染,谁治理”
迄今为止,已经制定并颁布系列电能质量标准
技术优势
拓朴结构
采用DSP+FPGA全数字控 制方式和大功率IGBT驱动 控制;
显示和操作
采用7英寸大屏幕彩色触摸 屏,便于手动操作和运行信 息监控;
软件算法
比较流行的闭环谐振控制 算法,针对性强,控制精 度高;
产品升级
完全自主研发,深刻理解产 品部件,技术和产品持续升 级
功能
可实现多种谐波同时补偿, 也可对指定次进行滤除,可 与无源滤波器配合使用;
ANAPF150-380/AGL
ANAPF150-380/BGC ANAPF150-380/BGL
150A
150A 150A
380V
380V 380V
3P3L
3P4L 3P4L
立柜式
立柜式 立柜式
负载侧
电网侧 负载侧
800×800×2200
800×800×2200 800×800×2200
ANAPF200-380/AGC
有源电力滤波器(APF)在谐波治理中的应用

有源电力滤波器(APF)在谐波治理中的应用摘要:现如今我国整体经济增长不断加快,社会对电力的需求一直在增加,使得电网的覆盖面积也在持续扩大,从而导致各种不同的运行问题出现。
其中,谐波便是常见的一类影响因素,电网在运行的时候,其会产生强烈的破坏,若情况严重,还会引发安全事故。
因此,这些年部分工作人员就开始尝试使用有源电力滤波器(APF)进行处理,降低其造成的影响。
本篇文章主要介绍了APF设备,探讨了谐波出现的原因和带来的危害,分析了APF在谐波治理中的应用,并对于治理案例发表一些个人的看法。
关键词:有源电力滤波器;谐波治理;实际应用引言:在西方发达国家中,APF的应用率非常广,使得电网的供电水平有了明显上升,特别是对于谐波的治理。
这些年中,我国工业化水平也有了显著进步,谐波逐渐成为影响正常用电的基础问题,对我国工业发展的阻碍明显。
因此,相关工作人员同样可以尝试使用APF,对谐波予以控制,将其造成的损害降到最低。
一、APF的概念所谓APF(有源电力滤波器),源自于英文词组Active power filter,指的是一类能够对谐波产生抑制且实现无功补偿目标的电子设备。
基于各类不同的谐波,该设备可以快速进行跟踪并予以补偿。
之所以称作有源,主要是相比无源LC滤波器,其只能被动完成吸收,且对于谐波本身的频率以及大小有所限制。
二、谐波出现的原因和带来的危害(一)谐波出现的原因1.电源质量的原因发电机在实际发电的时候,由于三相绕组的设计很难做到完美对称,因此就会有谐波出现。
不仅如此,发电机里面绝大多数芯片也不能保证足够均匀,所以同样有概率在运行时造成大量谐波产生。
2.配电网的原因在配电网以及输电网内部通常会设置多个变压器,而变压器在实际运行的时候便会形成大量谐波,从而使得配电网以及输电网的正常工作受到影响,出现运行方面的问题。
3.用电设备的原因电网中的多数用电设备都有非线性负载的情况,在日常运行的时候,就会形成大量谐波,从而使得用户的正常用电受到严重干扰。
有源电力滤波器(APF)在谐波治理中应用

有源电力滤波器(APF)在谐波治理中应用三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要APF;APF有并联型和串联型两种,前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波,串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。
本文作者研究了有源电力滤波器(APF)在谐波治理中应用。
标签:有源电力滤波器;谐波治理;应用0、引言有源电力滤波器(APF:Active power filter)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿,之所以称为有源,是相对于无源LC滤波器,只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言,APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离,控制并主动输出电流的大小、频率和相位,并且快速响应,抵消负载中相应电流,实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功和不平衡。
1、有源电力滤波器的工作原理有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
可以同时滤除多次及高次谐波,滤除率高达95%以上,且不会引起谐振。
有源滤波器APF通过外部电流互感器CT,实时检测负载电流,并通过内部DSP计算,提取出负载电流的谐波成分。
然后通过PWM信号发送给内部IGBT,控制逆变器产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的电流注入到电网中补偿谐波电流,实现滤波功能。
APF的内部框架图如图1所示。
2、有源滤波和谐波治理的关系对供电系统中周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。
它实际上是一种干扰量,使电网受到“污染”。
向供用电网注入谐波电量或在公用电网上产生谐波电压的电气设备称为谐波源。
在一些工业和商业的电力供应系统中,在额定负荷范围内,有时发生补偿电容器或熔断器频繁发热烧毁、一些测控元件或控制保护设备产生异常误差或误动作、负荷开关失控、生产工艺或产品质量不稳定等原因莫名故障或事故,其实这些问题的最大的起因就是谐波的存在。
探讨(谐波治理)有源电力滤波柜如何在烟草行业变配电中的应用

有源电力滤波器在烟草行业变配电中的应用安科瑞师晴晴江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴214405摘要:随着电力电子变流装置的应用日益广泛,电能得到了更加充分的利用,但非线性电力装置设备的广泛应用产生了大量畸变的电流谐波,谐波污染越来越多地威胁到电力系统安全、稳定、经济运行,给同一网络的线性负载和其它用户带来了极大影响。
烟草工业在生产制造过程中,使用大量的变频器进行调速,变频器所产生的谐波,对厂区配电室的供电网造成了一定的影响。
本文通过分析谐波的危害,并提出采用有源电力滤波器进行某卷烟厂谐波治理的方案。
关键词:谐波;污染;有源电力滤波器;治理;卷烟厂1谐波的危害变频器工作时会产生大量的谐波电流,谐波电流在电网阻抗上产生压降,会使电压波形也变成非正弦。
这样,连接在同一点的其他设备上就会被施加了含有谐波成分的非正弦电压,致使一些敏感设备无法正常工作。
谐波对企业的危害主要表现在以下几个方面:(1)使电力元件附加损耗加大,易引发火灾谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率。
大量三次谐波流过中线会使线路过热,甚至引起火灾。
(2)影响电气设备的正常运行谐波会影响电气设备的正常工作,使电机产生机械振动和噪声等;使变压器局部严重过热;使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以致损坏。
(3)引起电网谐振这种谐振可能使谐波电流放大几倍甚至数十倍,会对系统,特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁,经常使电容器和电抗器烧毁。
(4)使继电保护误动作,电气测量误差过大。
谐波会导致继电保护,特别是微机综合保护器与自动装置误动作,造成不必要的供电中断和生产损失。
谐波还会使电气测量仪表计量不准确,产生计量误差,给用电管理部门或电力用户带来经济损失。
(5)使工控系统崩溃临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰,轻则产生噪声、降低通信质量、计算机无法正常工作,重则导致信息丢失,使工控系统崩溃。
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谐波治理APF作用解析-安科瑞有源电力滤波器安科瑞王志彬2019.03APF的作用就是动态抑制谐波、补偿无功。
而谐波的危害有以下几个方面:(1)诱发电网谐振,导致了谐波过电压与过电流,引起严重事故,损坏电容器补偿等电气设备。
(2)导致异步电机与变压器产生附加损耗与过热,其次就是产生机械振动、噪声与谐波过电压,降低效率和利用率,缩短使用寿命。
(3)对于电力电缆与配电线路,谐波电流频率增高引起了明显的集肤效应,导线电阻的增大,线损加大,发热增加,绝缘过早老化,容易发生接地短路的故障,形成了火灾隐患。
(4)对通信、电子或者是自动控制设备产生严重干扰。
(5)谐波电流使断路器遮断能力的降低,导致断路器、接触器等不可以安全稳定工作。
(6)导致保护装置误动或者是拒动,导致了区域性停电事故。
(7)使电力系统中各种测量仪表误差增加,甚至无法工作。
(8)干扰或影响各类低压电器的正常使用。
安科瑞ANAPF有源电力滤波器1、概述1.1谐波的产生电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波,但是非线性电力设备(大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等)的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流,谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。
对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解,其中频率与工频相同的分量为基波,频率是基波频率整数倍的分量为谐波。
谐波是电能质量的重要指标。
1.2谐波的危害●谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率。
大量三次谐波流过中线会使线路过热,甚至引起火灾。
●谐波会影响电气设备的正常工作,使电机产生机械振动和噪声等;使变压器局部严重过热;使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以致损坏。
●引起电网谐振,使得谐波电流放大几倍甚至数十倍,会对系统,特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁,经常使电容器和电抗器烧毁。
●谐波会导致继电保护,特别是微机综合保护器与自动装置误动作,造成不必要的供电中断和生产损失。
谐波还会使电气测量仪表计量不准确,产生计量误差,给用电管理部门或电力用户带来经济损失。
●临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰,轻则产生噪声、降低通信质量、计算机无法正常工作,重则导致信息丢失,使工控系统崩溃。
1.3有源电力滤波器产品效益●使谐波指标满足国家标准,避免供电部门罚款或中断供电;●降低变压器损耗;●减少谐波污染,降低谐波对自动控制装置、电能计量装置、继电保护装置的干扰,保证供配电系统安全稳定运行;●避免谐波过电压和谐波过电流对电气设备的危害,延长设备使用寿命;●节能降耗,提高功率因数,节约电费,避免罚款。
1.4执行标准GB/T14549-1993《电能质量:公用电网谐波》GB/T15543-2008《电能质量:三相电压不平衡度》GB/T12325-2008《电能质量:供电电压偏差》GB/T12326-2008《电能质量:电压波动和闪变》GB/T18481-2001《电能质量:暂时过电压和瞬态过电压》GB/T15945-2008《电能质量:电力系统频率偏差》GB17625.1-2012《电磁兼容限值谐波电流发射限值》GB/T15576-2008《低压成套无功功率补偿装置》2、产品介绍2.1工作原理ANAPF系列有源电力滤波器并联在含谐波负载的低压配电系统中,能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。
其原理为:ANAPF系列有源电力滤波器通过CT采集系统谐波电流,经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量,产生谐波电流指令,通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流,并注入电力系统中,从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。
图2-1ANAPF有源电力滤波器原理图2.2产品特点●DSP+FPGA全数字控制方式,具有极快的响应时间,先进的主电路拓扑和控制算法,精度更高、运行更稳定;●一机多能,既可补谐波,又可兼补无功,可对2~31次谐波进行全补偿或指定特定次谐波进行补偿;●具有完善的桥臂过流保护、直流过压保护、装置过温保护功能;●模块化设计,体积小,安装便利,方便扩容;●采用7英寸大屏幕彩色触摸屏以实现参数设置和控制,使用方便,易于操作和维护;●输出端加装滤波装置,降低高频纹波对电力系统的影响;●多机并联,达到较高的电流输出等级;●拥有自主专利技术。
2.3主要技术参数表2-1ANAPF有源电力滤波器技术参数2.4产品型号及说明3、产品应用3.1容量计算方法谐波是由非线性设备产生的,而每种设备的实际工作状态都不同。
因此实际谐波电流需采用专门设备进行测量,考虑到设备的技术及经济性,设计谐波治理装置的额定谐波补偿电流应略大于系统谐波电流。
由于谐波电流本身的测量与计算比较复杂,况且在设计时往往很难采集到足够的电气设备使用中的谐波数据,可以根据下列公式估算谐波电流进行选型。
3.1.1根据负载额定电流和行业类型选型3.1.2根据变压器容量和行业类型选型3.1.3根据快速选型表查表选型查表步骤:步骤1:确定变压器容量和变压器负载率(一般在0.6~0.8);步骤2:根据变压器负载率确定表2、表3或表4;步骤3:确定电流总谐波畸变率(THDi)(表1中THDi值为参考值,仅在估算谐波电流时使用);步骤4:根据变压器容量及THDi参考值确定相应的谐波电流值;步骤5:考虑到一定的裕量,选择相应容量的ANAPF有源电力滤波器。
注:表1~表4参见附录1。
3.2选型示例上海某工厂办公大楼变压器容量为250KVA,变压器负载率为0.8,主要负载为节能灯、变频空调和电梯等,属于办公楼宇。
变压器容量为250KVA;变压器负载率为0.8;负载类型属于办公楼宇,根据表1估算THDi为30%;查表4可得估算谐波电流值为83A;如果根据公式(2)计算,结果是一样的;考虑到一定的裕量,选择100A的ANAPF有源电力滤波器。
3.3治理方式分类与说明电能质量监测与治理系统针对不同的场合可选择不同的治理方案,一般有集中治理、局部治理和就地治理三种技术方案。
(一)集中治理集中治理上图示例本案例是在变电所低压电容柜中设置无功补偿,同时在配电前端设置有源电力滤波器,采用集中治理的方式抑制谐波。
集中治理适用于单台设备谐波含量小,但数量庞大、布局分散的场合,比如办公大楼(个人电脑、节能灯、变频空调、电梯等),虽然单台设备的电流小,谐波含量低,但整栋大楼的总电流大,总谐波电流也大。
(二)局部治理局部治理上图示例本案例是在变电所低压电容柜中设置无功补偿,同时在局部谐波源前端设置有源电力滤波器,采用局部治理的方式抑制谐波。
局部治理适用于谐波源集中在某一条或几条馈出支路的配电系统,比如医院的精密仪器、UPS电源等,虽然单台设备的电流小,谐波含量低,但为防止其他设备产生的谐波对其干扰,采用局部谐波治理。
(三)就地治理上图示例本案例是在变电所低压电容柜中设置无功补偿,同时在主要谐波源的前端设置有源电力滤波器,采用就地治理方式的抑制谐波。
就地治理适用于谐波源比较明确且单台设备谐波含量较大的配电系统,比如大型商业区的景观照明、影剧院的可控硅调光设备、工业区的变频器调速设备等,单台设备电流大、谐波含量高、谐波电流大,为防止谐波电流影响其他用电设备,采用就地治理。
4应用案例4.1ANAPF在数据机房的应用▲项目背景:常熟智慧城市是一个市民卡信息中心,其中包括大型数据机房,对电能质量要求非常高;为了提高供电可靠度,采用大量的UPS作为设备电源,机房内还包含空调设备、照明设备等。
此类电力电子设备皆属于非线性负载,在使用过程中会产生大量谐波并注入系统中,主要以5次、7次为主;如果不进行谐波治理,对电网造成严重的污染,也影响机房中其他敏感设备,比如导致通信数据错误,甚至瘫痪、中断,降低了配电系统的安全性、可靠性。
▲治理方案:根据以往测量经验进行谐波分析与估算,谐波主要由UPS和一些非线性直流电源产生,供电系统由2台800kVA变压器及其一台800kW发电机组成,采用集中治理方案,在每台变压器下加装300A 有源电力滤波器,由两台150A并机实现,型号为ANAPF150-380/BGL,来自动跟踪补偿负载产生的谐波电流,保证整个系统安全可靠运行。
▲治理效果:图4-1治理之前A、B、C、N相电流波形和电流频谱由图可以看出,治理前,N线电流较大,3次、5次、7次等谐波频次含量较大;治理后,N线电流明显降低、各次谐波电流得到有效抑制,提高了供电系统的稳定性,消除了谐波对通信系统影响的危害,收到了良好的运行效果。
▲安装现场:图4-2安装现场4.2ANAPF在办公楼宇的应用▲项目背景:珠海横琴口岸项目是临时边检大楼的新建项目,为边检部门电气设备提供可靠电力支持,对电能质量要求较高;用电设备主要是大功率UPS、LED显示屏、空调、照明和报检大厅动力设备等,会产生大量谐波,其谐波主要包括3、5、7、9次;不进行合理治理,将对其他电气设备产生危害,如:大量的3次谐波造成中线过热甚至发生火灾;大量谐波造成变压器局部严重过热;继电保护发生误动作等。
▲治理方案:根据以往测量经验进行谐波分析与估算,谐波主要由UPS和一些非线性直流电源产生,该项目有1#、2#两个配电站,1#配电站有2台800kVA的变压器,2#配电站有2台1000KVA的变压器,分别采用集中治理方案,在每台变压器下加装ANAPF系列有源电力滤波器,由于安装空间有限,选择我司壁挂式有源电力滤波器进行嵌入式安装,1#配电站中#1和#2变压器下安装型号均为ANAPF75-380/BBL,2#配电站中#1和#2变压器下安装均为2台型号为ANAPF60-380/BBL的有源电力滤波器并机使用,保障了整个供电系统的稳定性。
▲治理效果:图4-4治理之后电流波形和各次谐波电流畸变率治理前电流波形发生畸变,三相电流畸变率分别为10.8%、11.1%、12.5%;在加装ANAPF系列有源电力滤波器后电流波形趋向正弦波,各次谐波得到有效抑制,电流畸变率明显降低,三相电流畸变率降至4.0%、4.1%、4.4%。
▲安装现场:4.3ANAPF在工业领域的应用▲项目背景:合肥日立建机是日立建机集团在中国最大的生产基地,其主要负载是变频器、电焊机和中频炉等,这类负载属于中污染设备,使用时电流变化很快,无功需求大,传统无功柜跟不上负载变化速度,导致功率因数很低,造成无功罚款;同时又会产生大量谐波流入电网中,谐波电流在线路上流动会产生压降,使得电压也畸变严重,致使一些精度高的生产设备不能正常运行,影响公司的生产,导致产品质量下降,给客户带来严重的经济损失。
▲治理方案:该项目共有6台变压器,均采用集中治理方案,在变压器的出线侧加装ANAPF系列有源电力滤波器,型号为:ANPF200-380/BGL,既可补偿谐波又可补偿部分动态无功。