电力滤波补偿装置

电力滤波补偿装置　输配电系统也是谐波的主要来源之一，因为电力变压器当中的铁芯具有非线性特性，再加上在其设计中的问题，使电力变压器成为输配电系统中形成谐波的直接主要的设备。在变频装置中，会出现两种形式的谐波，其形成因素的分析是非常复杂的，变频装置中设备的功率很大，形成的谐波也会随着变频的增加而增多。在现今的供电系统中，一些具有调压整流装置的家用电器如洗衣机、电视机、灯具、空调等，在使用过程中会出现偏大的谐波振幅，这些家用电器成为供电系统中谐波产生的重要来源。产生谐波的负荷是谐波产生的直接原因，电网的短路容量、内部组织以及电网中其余来源的负荷是谐波产生的间接原因，但也不可忽视。就目前情况来看，非线性用电设备容量增幅较大，因此，我国电力领域专业人士需要加大对谐波监督和治理工作的研究。
　有源电力滤波器的工作原理和基本控制方法，并阐述有源电力滤波器的现状及发展前景等等。有源电力滤波器；谐波；工作原理；应用及前景，有源电力滤波器是一种用于动态治理谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，可以克服无源滤波器等传统的谐波治理和无功补偿方法的缺点。

　　1 产品简介

　　功能：

　　ANAPF系列有源电力滤波器通过电流互感器采集系统谐波电流，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。

　　应用范围：

　　适用于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。

　　订货范例：

　　具体型号：ANAPF150-380/BGL

　　技术要求：谐波补偿电流150A，线电压等级380V 。

　　接线方式：三相四线

　　安装方式：立柜式

　　互感器接线方式：负载侧

　　2 技术参数

3 产品选型

 4 应用案例

   　ANAPF在低压配电系统中的具体应用

　　上海某中小型企业，变压器容量为150kVA，到了冬季当有大量的空调同时打开时，断路器就会跳闸，严重影响了公司的日常运营。经调查该公司有大量节能灯、变频空调、计算机、打印机和电梯等非线性负载，正是这些非线性负载降低了变压器的出力。研究表明谐波电流会引起变压器外壳外层硅钢片或某些紧固件发热，可能导致局部过热的发生，使绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏，缩减变压器使用寿命。谐波对变压器的使用效率产生重大的负面影响。经实际勘测分析发现该公司变压器裕量虽不大，但如果把谐波降低到符合国家标准规定的范围内，就可以满足日常的供电需求，没有必要扩容。对公司的用电负荷进行调查分析，发现照明回路负荷较大，并且因为照明回路使用了大量的节能灯，使该回路谐波含量比较高，是降低变压器出力的主要原因。

　　用FLUKE 434对照明回路进行测量得到电流波形如图1所示。由图可知，电流波形与理想的正弦波相去甚远，畸变较为严重。电流波形的畸变会导致电压波形的畸变进而影响到其他设备如计算机的正常运转。同时N相电流达37A，电流不平衡问题也比较突出，存在较大的用电隐患。

　　分次谐波含量数据如图2所示。由图可知，A相、B相、C相的THDi分别为19.7%、27.8%、26.6%，谐波污染非常严重，存在安全隐患。

　　图1：照明回路电流波形          图2：照明回路分次谐波含量数据

　　根据谐波含量，选用额定容量为50A的ANAPF对照明回路进行单独补偿，治理后得到的电流波形图、分次谐波含量数据分别如图3、图4所示。

　　图3：治理后照明回路电流波形            图4：治理后照明回路分次谐波含量数据

　　从图3、图4可以看出，治理后电流波形接近于的正弦波，电流的畸变得到了有效的控制；中性线电流也从37A降低到5A，消除了因中性线电流过大而引起的火灾隐患；电流的谐波含量也从20%左右降到了3%左右，谐波含量大为降低，已符合GB T14549-1993《电能质量 公用电网谐波》规定标准。

　　ANAPF有效的降低了THDi，同时治理了三相不平衡，减少了中性线流过的电流，有效的提高了各项电能指标，使各种用电设备能正常稳定运行，延长了设备的使用寿命，减少了因电路故障而产生的损失。
　ANAPF应用瞬时无功理论提取谐波分量可以在20μs内响应负荷的变化，全响应时间为20ms，可以用于负荷快速波动的场合。ANAPF可以补偿2～50次谐波。ANAPF具有自动限流功能，不会发生过载。ANAPF保护措施齐全，保障设备安全运行。ANAPF自定义功能强大，可以设置只补偿谐波，只补偿无功，或两者同时补偿。ANAPF采用大容量，高清晰的人机界面彩色触摸屏，能实时显示系统的电压、电流、谐波、功率因数等各项电气参数，菜单中文显示，图文并茂，可实时显示装置运行参数和历史事件记录，显示界面能触摸设定，操作简单快捷。ANAPF设计选型简单，不需要进行详细的电网分析，只需测量谐波电流大小。ANAPF安装简单方便，易于扩展，可以根据负载和配电系统实际情况，以及预期的补偿效果，灵活选择不同的安装方式补偿形式，使得投资少效果好。按照ANAPF安装位置的不同，分为综合补偿和就地补偿两种形式。ANAPF有三相三线和三相四线两大系列，容量有50A、100A、及150A，能满足不同用户的需求。
低压配电系统中主要的谐波污染源,当正弦波电压施加在非线性负载上，电流就变成了非正弦波，非正弦波电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。对非正弦波作傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量称为基波，频率大于工频的分量称为谐波。如今广泛使用的负载大部分是非线性的，如整流器、变频器、电弧炉、焊接设备、UPS、电梯、空调、节能灯（荧光灯）、复印机等等，这些非线性负载会产生大量的谐波电流并注入到电网中，使电网电压产生畸变，这种谐波污染会对电网和用户产生严重的危害。

 电力滤波补偿装置