【產品知識】配套配電系統(tǒng)中的有源濾波器

1 背景

近年來，隨著現(xiàn)代化的進程的不斷深入，以及國家對于節(jié)能減排的倡導，建筑行業(yè)大量地采用整流及變頻設備，整流及變頻器的使用在節(jié)能上起到了很好的作用，然而這些非線性負荷的大量使用，并且功率越來越大，導致了供配電電能質量的嚴重降低。這些非線性設備所產生的大量的多次諧波，與供配電網絡中的系統(tǒng)容抗和系統(tǒng)阻抗在一定的參數(shù)條件下，會形成串聯(lián)或聯(lián)諧振，從而會導致系統(tǒng)中的設備損壞。諧波對于整個供配電系統(tǒng)的危害已經引起了人們的廣泛重視，抑制諧波，提高供配電系統(tǒng)的電能質量已經刻不容緩。

2 諧波的產生

諧波通常是由非線性供電設備所產生的，如變壓器、整流器、變頻裝置等，這些設備在吸收基本功率的同時，也產生諧波電流及諧波功率。

3 諧波的危害

目前由于產生諧波的設備量大面廣，諧波使建筑樓宇的供配電系統(tǒng)面臨著嚴重的干擾與破化，諧波的危害主要有如下幾點:

3.1電力變壓器

鐵芯磁感應環(huán)流增加，電流諧波將增加銅損，電壓諧波將增加鐵損，綜合效應是使變壓器溫度上升，功耗增加；加速絕緣老化，造成容量裕度減小，影響設備壽命；諧波還可能引起變壓器繞組及線間電容之間的共振，及引起鐵芯磁通飽和或歪斜，嚴重時可造成變壓器燈的燒毀。

3.2電力電纜

由于諧波頻率較高，集膚效應和鄰近效應就越大，發(fā)熱損耗增加，加速絕緣老化，影響壽命。況且，3次諧波會在中性線疊加，以3倍于相線的電流通過中性線，使中性線電流大大超過其安全電流值造成過負荷，這種狀態(tài)下就有可能造成導線過熱引起線路周圍可燃裝修材料起火或中性線熔斷，造成各相電壓不平衡，燒壞線路中接入的電器設備進而引發(fā)火災。

3.3電動機

對于經常啟動的電動機，大的會引起電動機發(fā)熱，導致電動機的額外溫升；另外，當電動機中的諧波電流，與某零件的固有頻率接近時，還會使電動機產生機械振動，發(fā)出很大的噪聲。

3.4電力電容器組

用電系統(tǒng)中為了提高功率因數(shù)一般都加電力電容器組，而諧波會加速電容器的老化使電容器的損耗系數(shù)*大，附加損耗增加，從而容易放生故障和縮短電容器的壽命。當電容器與線路阻抗達到共振條件時，會放大諧波電流，使電容器及熔斷器因過熱、過電流、過電壓等而不能正常運行甚至燒毀。

3.5開關和繼電設備

諧波電流會引起開關之額外損失，并提高溫升使承載基波電流能力降低，湛升的提高對某些絕緣組件而言會降低其使用壽命。諧波電流還會使繼電保護設備產生額外的轉矩，改變電器的動作特性，以致引起誤動作，低壓斷路器之固態(tài)跳脫裝置，系根據電流峰值來動作，而此種型式之跳脫裝置會因饋線供電給非線性負載而導致不正常跳閘。

3.6計量儀表、照明、通信等設備

電能測量儀表因諧波會造成感應轉盤產生額外的電磁轉矩，引起誤差降低精*度；諧波電流會引起照明閃爍，使人易視覺疲勞，降低工作效率，對于通信等設備會通過電磁感應、靜電感應與傳到等方式耦合到系統(tǒng)中，從而對設備產生干擾而影響其正常的工作或減少使用壽命。

4 抑制諧波的措施

1）增加變流裝置的整流相數(shù)

2）設置無源濾波器

3）設置有源濾波器

5 有源濾波器

ANAPF系列有源電力濾波器通過電流互感器采集系統(tǒng)諧波電流，經控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負載所產生的諧波電流。

產品特點

(1)DSP+FPGA控制方式，響應時間短，全數(shù)字控制算法，運行穩(wěn)定；

(2)一機多能，既可補諧波，又可兼補無功，可對2～51次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償；

(3)具有完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；

(4)模塊化設計，體積小，安裝便利，方便擴容；

(5)采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏以實現(xiàn)參數(shù)設置和控制，使用方便，易于操作和維護；

(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)多機并聯(lián)，達到較高的電流輸出等級。

型號說明

型號對比

應用組網

作者介紹

未曉妃，安科瑞電氣股份有限公司，178 2117 0311,主要研究方向為微電網能效管理和環(huán)保安全用電。