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,具有可以同時實現(xiàn)諧波和無功動態(tài)補償,響應快;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,補償性能不受電網(wǎng)頻率變化的影響等優(yōu)點,因此采用有源電力濾波器已成為諧波補償?shù)囊环N重要趨勢。
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)在含諧波負載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠?qū)討B(tài)變化的諧波電流進行快速實 時的跟蹤和補償。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償電流，并 注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負載所產(chǎn)生的諧波電流。
2.ANAPF 整機工作原理
有源電力濾波器是一種用于補償無功、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)主動根據(jù)系 統(tǒng)的線性動態(tài)需求，自動調(diào)節(jié)模塊的輸出；ANAPF整機主要是由ANAPF模塊組成；能完成更大容量的無功功率的補 償，整機通過一個7寸觸摸屏實現(xiàn)人機交互。觸摸屏通過RS485與ANAPF模塊進行通信。
三、諧波的危害
1、變壓器：諧波會增加變壓器的銅損、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，損害導體絕緣，同時高頻諧波可能造成集膚效應降低電纜的載流能力。
3、控制系統(tǒng)：諧波會造成電壓畸變，導致電壓過零點漂移，使控制系統(tǒng)判斷錯誤、誤動作等。
4、無功補償電容器：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，嚴重時引起火災、爆炸等現(xiàn)場事故。
5、異步電動機：諧波會增加附加損耗。負序諧波產(chǎn)生的負序旋轉磁場，會產(chǎn)生制動矩，影響電動機的有功出力。
6、電能表：諧波引起電能計量產(chǎn)生較大誤差，嚴重時會導致計量混亂。
7、保護及通信裝置：諧波也是引起錄波裝置誤啟動，保護誤動和拒動的重要因素。此外，諧波還會通過靜電感應、電磁感應乙級傳導等多種方式耦合進通信系統(tǒng)，影響他們的運行。
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，延長設備使用壽命。
3、降低諧波污染公用電網(wǎng)。
三、產(chǎn)品特點
1) 補償方式靈活：既可補諧波，又可兼補無功，可對 2-51 次諧波進行全補償或指定特定次諧波進行補償；
2) 可治理三相不平衡；
3) 線性補償，響應時間≤5ms；
4) 具有人性化的人機交互界面，可通過該界面看到系統(tǒng)和本體的實時電能質(zhì)量信息，操作簡單，可以遠控，也可以本控；
5) 采用進口 IGBT，功率密度大，可靠性高；
6) 采用 DSP 高速檢測和運算的數(shù)字控制系統(tǒng)；
7) 監(jiān)控以及顯示具備遠程通訊接口，可以通過 PC 機實時監(jiān)控；
8) 標準模塊化設計，縮短交付周期，同時提高了使用的可靠性和可維護性。
五、應用場所
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)場安裝圖
七、有源電力濾波器的好處
1、提高企業(yè)設備的供電質(zhì)量，提供設備運行的可靠性，減少因設備誤動作而造成的經(jīng)濟損失。
2、降低用電設備發(fā)熱，減少絕緣老化，從而提高設備的使用壽命，減少設備的維護費用。
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，保障弱點系統(tǒng)正常工作。
5、滿足國家及地方標準要求，避免罰款。
八、結束語
與傳統(tǒng)諧波治理技術相比，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。大功率電力電子技術和控制技術的不斷發(fā)展，APF的成本逐漸降低，在我國必將有廣闊的應用前景，與此同時，此裝置在農(nóng)村電網(wǎng)治理上也必然得到廣泛應用。
