安科瑞 師晴晴
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰
一、前言
近年來,由電網(wǎng)非線性負(fù)荷引起的諧波問題日益受到重視,而有源電力濾波器與傳統(tǒng)的無源濾波器相比,具有可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)諧波和無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,響應(yīng)快;受電網(wǎng)阻抗影響小,不容易與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振;跟蹤電網(wǎng)頻率變化,補(bǔ)償性能不受電網(wǎng)頻率變化的影響等優(yōu)點(diǎn),因此采用有源電力濾波器已成為諧波補(bǔ)償?shù)囊环N重要趨勢(shì)。
二、工作原理
1.ANAPF 模塊工作原理
ANAPF 系列有源電力濾波器并聯(lián)在含諧波負(fù)載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠?qū)?dòng)態(tài)變化的諧波電流進(jìn)行快速實(shí) 時(shí)的跟蹤和補(bǔ)償。其原理為：ANAPF 系列有源電力濾波器通過 CT 采集系統(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計(jì)算并提取 各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，并 注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。
2.ANAPF 整機(jī)工作原理
有源電力濾波器是一種用于補(bǔ)償無功、諧波治理以及不平衡調(diào)節(jié)的新型電力電子裝置；智能控制系統(tǒng)主動(dòng)根據(jù)系 統(tǒng)的線性動(dòng)態(tài)需求，自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊的輸出；ANAPF整機(jī)主要是由ANAPF模塊組成；能完成更大容量的無功功率的補(bǔ) 償，整機(jī)通過一個(gè)7寸觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。觸摸屏通過RS485與ANAPF模塊進(jìn)行通信。
三、諧波的危害
1、變壓器：諧波會(huì)增加變壓器的銅損、漏磁損和鐵損及工作噪音和溫升，降低變壓器**出力。
2、電纜：諧波電流可能造成線路過載過熱，損害導(dǎo)體絕緣，同時(shí)高頻諧波可能造成集膚效應(yīng)降低電纜的載流能力。
3、控制系統(tǒng)：諧波會(huì)造成電壓畸變，導(dǎo)致電壓過零點(diǎn)漂移，使控制系統(tǒng)判斷錯(cuò)誤、誤動(dòng)作等。
4、無功補(bǔ)償電容器：諧波電流可能造成電容器過電流，造成系統(tǒng)的并聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振，快速放大諧振電流、電壓，造成電容器發(fā)熱，加速老化，從而縮短使用壽命，嚴(yán)重時(shí)引起火災(zāi)、爆炸等現(xiàn)場(chǎng)事故。
5、異步電動(dòng)機(jī)：諧波會(huì)增加附加損耗。負(fù)序諧波產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)矩，影響電動(dòng)機(jī)的有功出力。
6、電能表：諧波引起電能計(jì)量產(chǎn)生較大誤差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致計(jì)量混亂。
7、保護(hù)及通信裝置：諧波也是引起錄波裝置誤啟動(dòng)，保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)的重要因素。此外，諧波還會(huì)通過靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)乙級(jí)傳導(dǎo)等多種方式耦合進(jìn)通信系統(tǒng)，影響他們的運(yùn)行。
四、治理諧波的效益
1、減少諧波能耗，節(jié)約電能。
2、提高電能質(zhì)量，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
3、降低諧波污染公用電網(wǎng)。
三、產(chǎn)品特點(diǎn)
1) 補(bǔ)償方式靈活：既可補(bǔ)諧波，又可兼補(bǔ)無功，可對(duì) 2-51 次諧波進(jìn)行全補(bǔ)償或指定特定次諧波進(jìn)行補(bǔ)償；
2) 可治理三相不平衡；
3) 線性補(bǔ)償，響應(yīng)時(shí)間≤5ms；
4) 具有人性化的人機(jī)交互界面，可通過該界面看到系統(tǒng)和本體的實(shí)時(shí)電能質(zhì)量信息，操作簡(jiǎn)單，可以遠(yuǎn)控，也可以本控；
5) 采用進(jìn)口 IGBT，功率密度大，可靠性高；
6) 采用 DSP 高速檢測(cè)和運(yùn)算的數(shù)字控制系統(tǒng)；
7) 監(jiān)控以及顯示具備遠(yuǎn)程通訊接口，可以通過 PC 機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控；
8) 標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，縮短交付周期，同時(shí)提高了使用的可靠性和可維護(hù)性。
五、應(yīng)用場(chǎng)所
1.商業(yè)中心
2.數(shù)據(jù)中心
3.變頻行業(yè)
4.光伏行業(yè)
5.港口/油田
6.化工/冶煉
六、現(xiàn)場(chǎng)安裝圖
七、有源電力濾波器的好處
1、提高企業(yè)設(shè)備的供電質(zhì)量，提供設(shè)備運(yùn)行的可靠性，減少因設(shè)備誤動(dòng)作而造成的經(jīng)濟(jì)損失。
2、降低用電設(shè)備發(fā)熱，減少絕緣老化，從而提高設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。
3、減少電容器的諧振幾率，提高用電**。
4、減少諧波產(chǎn)生的電磁干擾，保障弱點(diǎn)系統(tǒng)正常工作。
5、滿足國(guó)家及地方標(biāo)準(zhǔn)要求，避免罰款。
八、結(jié)束語
與傳統(tǒng)諧波治理技術(shù)相比，有源電力濾波器作為凈化電網(wǎng)污染，改善供電質(zhì)量的一種**裝置，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。大功率電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，APF的成本逐漸降低，在我國(guó)必將有廣闊的應(yīng)用前景，與此同時(shí)，此裝置在農(nóng)村電網(wǎng)治理上也必然得到廣泛應(yīng)用。
