有源电力滤波柜APF电能质量监测与治理专家

安科瑞 蒋超萍

江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴 214405

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。有源电力滤波柜APF电能质量监测与治理专家

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。低压智能有源电力滤波器/无功功率补偿装置

1.3 有源电力滤波器产品效益

●  使谐波指标满足标准，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2-1  ANAPF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，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；

●  拥有自主技术。

2.3 主要技术参数

表2-1 ANAPF有源电力滤波器技术参数  

2.4 产品型号及说明

3 ANAPF在其它行业的应用 

轨道交通

        城市轨道交通存在大量荧光灯、UPS电源、变频器及软启动装置，均会产生大量谐波，使得电力系统正弦波畸变，电能质量降低。谐波进行综合治理，给交通安全、顺畅带来保障。

        类似行业案例：、山东日照机场、南海三沙市机场、吉林站西广场交通枢纽等。

医院

        医院行业主要是核磁共振机、CT机等设备会产生大量谐波，大量医疗设备对供电电源的谐波质量要求非常高，如果不进行治理，很可能造成检测数据误差大，设备之间干扰不能正常工作，造成严重的医疗事故。谐波治理后，降低了用电隐患。

        类似行业案例：陕西榆林*人民医院、上海第二康复医院、滁州市第二人民医院、安徽六安第六人民医院等。 

冶金

        冶金行业中大量使用了电弧炉、加热炉、轧机等，这些负载不仅容量大，而且大部分为感性负荷，在不使用无功补偿装置的情况下，功率因数极低，且产生大量畸变的谐波，严重危害电力系统的安全运行和电气设备安全经济地运行。

        类似行业案例：江苏省镔鑫特钢材材料有限公司、宇东能源化工基地等。

    体育馆、演播厅

        体育馆、演播中心这类场所，主要就是大量舞台灯光、LED屏幕、高杆灯等设备产生谐波。使得电能质量变差，及时进行谐波治理可保障设备本身的使用效果，给用电带来保障。

        类似行业案例：苏州澹台湖会议中心、广州文化宫、武汉市教育电视台演播厅、岳阳市奥体中心及游泳馆等。