安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司
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未曉妃
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
1系統(tǒng)介紹
有源電力濾波器是一種可動(dòng)態(tài)抑諧波的新型電力電子裝置。其原理是用補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等而極性相反的補(bǔ)償電流抵消補(bǔ)償對象中檢測出的諧波電流，*終使電網(wǎng)電流只含基波分量。這種濾波器可保護(hù)補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響，并對頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償。有源電力濾波器具備高度可控性和響應(yīng)性，其補(bǔ)償性能優(yōu)于傳統(tǒng)方式，能夠克服無源濾波器的各種缺點(diǎn)，具有一機(jī)多能的特點(diǎn),既能補(bǔ)償各次諧波，亦能抑閃變、補(bǔ)償無功。此外,還具有:
(1)自適應(yīng)能力強(qiáng)，可自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償頻率和幅值都在變化的諧波，對補(bǔ)償對象快速響應(yīng)，并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
(2)可同時(shí)對諧波和無功電流進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償程度連續(xù)可調(diào)。
(3)補(bǔ)償無功功率時(shí)不需要儲能元件，補(bǔ)償諧波電流時(shí)所需的儲能元件也不大。
(4)濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，不易與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振。
2系統(tǒng)工作原理
有源電力濾波器工作原理如圖1所示。
圖1有源濾波器工作原理
先檢測出補(bǔ)償對象的電流瞬時(shí)值，隨后通過指令電流運(yùn)算電路得出諧波補(bǔ)償電流的指令信號。該信號控制變流器產(chǎn)生的補(bǔ)償電流可抵消負(fù)載電流中的諧波成份及無功電流，*終獲得期望的電源電流。其補(bǔ)償諧波的等效電路圖如圖2所示
圖2補(bǔ)償諧波的等效電路圖
3低壓配電系統(tǒng)的安裝與應(yīng)用
本系統(tǒng)選擇廠區(qū)內(nèi)制絲設(shè)備、空調(diào)機(jī)組、空壓機(jī)及除塵設(shè)備等3個(gè)不同變頻負(fù)載用的變壓器作為試驗(yàn)測試對象，在安裝有源濾波器前后，分別進(jìn)行滿載測試，并詳細(xì)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，具體結(jié)果所述如下:
3#2000KVA變壓器負(fù)載主要是制絲車間動(dòng)力設(shè)備，由于制絲設(shè)備大量使用變頻器,變頻器作為典型的非線性負(fù)載，在工作過程中同時(shí)也作為諧波源,發(fā)出了大量的諧波電流，導(dǎo)致變壓器副邊側(cè)電流波形發(fā)生嚴(yán)重畸變。3#變壓器正常運(yùn)行負(fù)荷電流在1270A左右，在設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下測試出5次諧波電流56A,7次諧波電流37A，11次諧波電流30A，電流畸變率達(dá)到0.065，總諧波電流達(dá)到1270X0.065=82.55A。從測試圖上看電流波形已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重畸變，電能質(zhì)量受到了非常嚴(yán)重的影響,在變壓器副邊側(cè)并聯(lián)接入一臺150A有源濾波器對諧波進(jìn)行集中治理。
4#變壓器負(fù)載主要是動(dòng)力車間21組空調(diào)機(jī)組，每組空調(diào)機(jī)組有2-3臺75kW變頻器變賴器作為典型的非線性負(fù)載，在工作過程中同時(shí)也作為諧波源,發(fā)出了大量的諧波電流,導(dǎo)致變壓器副邊側(cè)電流波形發(fā)生嚴(yán)重畸變。4#變正常運(yùn)行負(fù)荷電流在880A左右，在設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下測試,5次諧波電流高達(dá)185A,7次諧波達(dá)到71A，11次諧波達(dá)到37A，13次諧波達(dá)到18A、19次諧波達(dá)到14A23次諧波達(dá)到24A，電流畸變率達(dá)到23.7%，總諧波電流達(dá)到880X23.7%=208.56A。從測試圖上看電流波形已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重畸變,電能質(zhì)量受到了非常嚴(yán)重的影響，在變壓器副邊側(cè)并聯(lián)接入兩臺150A有源濾波裝置對諧波進(jìn)行集中治理。
6#變壓器負(fù)載主要是動(dòng)力車間的4臺空壓機(jī)、2臺真空泵及除塵系統(tǒng)，這些設(shè)備使用了大功率變頻器。變頻器作為典型的非線性負(fù)載，在工作過程中同時(shí)也是諧波源，發(fā)出了大量的諧波電流，導(dǎo)致變壓器副邊側(cè)電流波形發(fā)生嚴(yán)重奇變。6#變運(yùn)行負(fù)荷電流在1800A左右，在設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下測試,5次諧波達(dá)到223A、7次諧波達(dá)到73A、11次諧波達(dá)到49、13次諧波達(dá)到22A、17次諧波達(dá)到23A，電流畸變率達(dá)到13.5%，總諧波電流達(dá)到1800X13.5%=243A從測試圖上看電流波形已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重踏變，電能質(zhì)量受到了非常嚴(yán)重的影響,在變壓器副邊制并聯(lián)接入2臺150A有源濾波裝置對諧波進(jìn)行集中治理。
詳見對3#2000kVA變壓器低壓線制補(bǔ)償前與補(bǔ)償后測試數(shù)據(jù)的對比圖，見圖3。
圖13#2000KVA變壓器低壓出線側(cè)補(bǔ)償前的諧波電流、諧波電壓及波形圖
圖33#2000KVA變壓器低壓出線側(cè)補(bǔ)償后的諧波電流、諧波電壓及波形圖
4數(shù)據(jù)分析
(1)3#2000kVA變壓器補(bǔ)償前的電流畸變率(THDI)平均為6.5%,補(bǔ)償以后降為2.2%,電壓畸變率(THDU)為2.4%,補(bǔ)償后降為1.6%，電流波形補(bǔ)償前后有明顯變化，波形正弦化。諧波電流補(bǔ)償率為87.26%，總補(bǔ)償效果超出75%。補(bǔ)償后總電流有明顯下降，補(bǔ)償效果比較理想。
(2)4#2000kVA變壓器補(bǔ)償前的電流畸變率(THDI)平均為23.7%,補(bǔ)償以后降為6.4%電壓畸變率(THDU)為4.9%,補(bǔ)償后降為3.0%,電流波形補(bǔ)償前后有明顯變化,波形接近正弦。諧波電流補(bǔ)償率為84.92%，總補(bǔ)償效果超出75%。補(bǔ)償后總電流有明顯下降，總的補(bǔ)償效果比較理想。
(3)6#2000kVA變壓器補(bǔ)償前的電流畸變率(THDI)平均為13.5%,補(bǔ)償以后降為2.9%，電壓畸變率(THDU)為3.3%,補(bǔ)償后降為1.7%,電流波形補(bǔ)償前后有明顯變化，波形接近正弦。諧波電流補(bǔ)償率為87.71%,總補(bǔ)償效果超出75%。補(bǔ)償后總電流有明顯下降，總的補(bǔ)償效果比較理想。
(4)系統(tǒng)諧波得到了效的降低，波形全部均可得到明顯善。在設(shè)備容量之內(nèi)補(bǔ)償率大于75%;當(dāng)超出設(shè)備補(bǔ)償容量時(shí)，設(shè)備按*大輸出能力補(bǔ)償。變壓器電流畸變率降低到了6.5%以下，電能質(zhì)量會得到效的提高。
(5)電能消耗得到效的節(jié)約和控制，經(jīng)過諧波治理，電能消耗可以得到節(jié)約和控制，設(shè)備運(yùn)行總電流得到下降,節(jié)約能耗在10%以上。
5安科瑞APF有源濾波器產(chǎn)品選型
5.1產(chǎn)品特點(diǎn)
(1)DSP+FPGA控制方式，響應(yīng)時(shí)間短，全數(shù)字控制算法，運(yùn)行穩(wěn)定；
(2)一機(jī)多能，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)償或特定次諧波進(jìn)行補(bǔ)償；
(3)具有完善的橋臂過流保護(hù)、直流過壓保護(hù)、裝置過溫保護(hù)功能；
(4)模塊化設(shè)計(jì)，體積小，安裝便利，方便擴(kuò)容；
(5)采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏以實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和控制，使用方便，易于操作和維護(hù)；
(6)輸出端加裝濾波裝置，降低高頻紋波對電力系統(tǒng)的影響；
(7)多機(jī)并聯(lián)，達(dá)到較高的電流輸出等級；
5.2型號說明
5.3尺寸說明
5.4產(chǎn)品實(shí)物展示
ANAPF有源濾波器
6安科瑞智能電容器產(chǎn)品選型
6.1產(chǎn)品概述
AZC/AZCL系列智能電容器是應(yīng)用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質(zhì)量的新一代無功補(bǔ)償設(shè)備。它由智能測控單元，晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，線路保護(hù)單元，兩臺共補(bǔ)或一臺分補(bǔ)低壓電力電容器構(gòu)成。可替代常規(guī)由熔絲、復(fù)合開關(guān)或機(jī)械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置。具有體積更小，功耗更低，維護(hù)方便，使用壽命長，可靠性高的特點(diǎn)，適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)對無功補(bǔ)償?shù)母咭蟆?/span>
AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數(shù)、頻率、電容器路數(shù)及投切狀態(tài)、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內(nèi)部晶閘管復(fù)合開關(guān)電路，自動(dòng)尋找適宜投入（切除）點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)過零投切，具有過壓保護(hù)、缺相保護(hù)、過諧保護(hù)、過溫保護(hù)等保護(hù)功能。
6.2型號說明
AZC系列智能電容器選型：
AZCL系列智能電容器選型：
6.3產(chǎn)品實(shí)物展示
AZC系列智能電容模塊AZCL系列智能電容模塊
安科瑞無功補(bǔ)償裝置智能電容方案
作者介紹
未曉妃，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)槲㈦娋W(wǎng)能效管理和環(huán)保安全用電。
