簡婷

安科瑞電氣(qi)股(gu)份有(you)限公司 上海嘉定 201801

1、諧波治理整體解決方案

（1）有源(yuan)電力濾波器的工(gong)作原(yuan)理

       有(you)源(yuan)電(dian)(dian)力濾(lv)波器(qi)的(de)(de)(de)工作原理(li)如圖(tu)1所(suo)示，主(zhu)要由負載電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)分離(li)、指令電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)調節、輸(shu)出電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)控(kong)制(zhi)、驅(qu)動(dong)(dong)電(dian)(dian)路(lu)以及主(zhu)電(dian)(dian)路(lu)組成(cheng)。它(ta)采(cai)用電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)型變(bian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)器(qi)，經連接(jie)電(dian)(dian)抗器(qi)接(jie)入系統(tong)，通過調整(zheng)交流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)側逆(ni)變(bian)輸(shu)出電(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)瞬時幅值與(yu)相位，或(huo)(huo)直接(jie)控(kong)制(zhi)交流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)側輸(shu)出電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，使裝(zhuang)置(zhi)發出或(huo)(huo)吸收寬頻譜無(wu)(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率。基于電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子的(de)(de)(de)有(you)源(yuan)電(dian)(dian)力濾(lv)波器(qi)裝(zhuang)置(zhi)并(bing)聯于電(dian)(dian)網中，相當于一個可(ke)控(kong)的(de)(de)(de)無(wu)(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)及諧(xie)(xie)波電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)源(yuan)，其無(wu)(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)及諧(xie)(xie)波電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)可(ke)以快速(su)地跟隨負荷無(wu)(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)而(er)變(bian)化(hua)，自動(dong)(dong)補(bu)(bu)償(chang)電(dian)(dian)網系統(tong)所(suo)需(xu)無(wu)(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)及諧(xie)(xie)波，并(bing)且可(ke)以實現(xian)從感性無(wu)(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)到容性無(wu)(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)的(de)(de)(de)全范圍補(bu)(bu)償(chang)，同時對電(dian)(dian)網電(dian)(dian)壓進行動(dong)(dong)態穩定調節。

圖1 有源電力濾波器(qi)工作原(yuan)理圖

（2）有源電力(li)濾波器的工作原理

       有源電力濾波(bo)(bo)器采用模(mo)塊化(hua)(hua)插拔式設計(ji)，集(ji)三相不平衡治理、諧波(bo)(bo)抑制和無(wu)功(gong)(gong)補(bu)償功(gong)(gong)能(neng)為(wei)一體(ti)，方便(bian)運維人員安裝拆卸，同時也方便(bian)將來用電負(fu)荷發生變化(hua)(hua)擴(kuo)展補(bu)償容量。

       該(gai)有源濾(lv)波裝置主要特點有以下幾(ji)個方面：

       1）補(bu)償(chang)方式(shi)靈活：既可(ke)補(bu)諧波，又可(ke)兼補(bu)無功，可(ke)對(dui)2-51次諧波進行(xing)全(quan)補(bu)償(chang)或特定次諧波進行(xing)補(bu)償(chang)，同時可(ke)治理三相不平衡問(wen)題；

       2）線性補償，全響(xiang)應(ying)時(shi)間≤5ms；

       3）具(ju)有(you)人性化的人機(ji)交互界(jie)面(mian)，可通過該(gai)界(jie)面(mian)看到(dao)系統(tong)和本(ben)體的實(shi)時電能質量信息，操作(zuo)簡單(dan)，可以遠控，也可以本(ben)控；

       4）采用(yong)DSP高(gao)速(su)檢測和運算的(de)數字控制系(xi)統和進(jin)口IGBT，功率密度大，可靠性高(gao)；

       5）監控(kong)以及顯(xian)示具備遠程通訊接口，可以通過PC機實時監控(kong)；

       6）標準模塊(kuai)化(hua)設計，縮短交付周(zhou)期，同時提高了(le)使(shi)用的可靠性和可維護性。

       有(you)源(yuan)電力濾波器可采用壁掛和(he)(he)整柜方式安裝，同時可實(shi)現集中和(he)(he)就地治理，如圖(tu)2所示的產(chan)品，給安裝、 維護(hu)及日后(hou)升級帶(dai)來了(le)便捷，提(ti)高(gao)了(le)整體的安裝效率(lv)。

圖(tu)2 有源電力濾波器產品示意圖(tu)

2、案例分析

（1）項目背景

       廣東(dong)某地鐵改(gai)造(zao)項目，系(xi)統中(zhong)負載主要為照明、空(kong)調、泵機類(lei)、電(dian)(dian)梯、信號(hao)電(dian)(dian)源、UPS等設(she)備(bei)，開關電(dian)(dian)源的啟動瞬(shun)間形成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)流沖擊(ji)，和其(qi)它設(she)備(bei)在運行(xing)過程中(zhong)會對系(xi)統產生諧(xie)波(bo)電(dian)(dian)流污染。其(qi)諧(xie)波(bo)主要包括3、5、7、9次；不進行(xing)合(he)理(li)治(zhi)理(li)，將對其(qi)他電(dian)(dian)氣設(she)備(bei)產生危害，如：大量的3次諧(xie)波(bo)造(zao)成(cheng)(cheng)中(zhong)線(xian)過熱甚至(zhi)發(fa)生火災；大量諧(xie)波(bo)造(zao)成(cheng)(cheng)變壓器局部嚴(yan)重過熱；繼電(dian)(dian)保護發(fa)生誤動作等。

（2）治理方案

       根據以往測(ce)量經驗進行諧波(bo)(bo)分(fen)析與估算，諧波(bo)(bo)主要由(you)UPS和(he)(he)一些非線(xian)性(xing)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)(yuan)產生，該項(xiang)目有(you)(you)(you)1#、2#兩個配(pei)電(dian)站，1#配(pei)電(dian)站有(you)(you)(you)2臺800kVA的變壓(ya)器(qi)(qi)，2#配(pei)電(dian)站有(you)(you)(you)2臺1000KVA的變壓(ya)器(qi)(qi)，分(fen)別采(cai)用(yong)集中治(zhi)理方案(an)，在每臺變壓(ya)器(qi)(qi)下加裝(zhuang)(zhuang)ANAPF系(xi)列有(you)(you)(you)源(yuan)(yuan)電(dian)力濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)，由(you)于安(an)裝(zhuang)(zhuang)空間(jian)有(you)(you)(you)限，選擇(ze)我司壁掛式(shi)有(you)(you)(you)源(yuan)(yuan)電(dian)力濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)進行嵌入式(shi)安(an)裝(zhuang)(zhuang)，1#配(pei)電(dian)站中#1和(he)(he)#2變壓(ya)器(qi)(qi)下安(an)裝(zhuang)(zhuang)型(xing)號均(jun)為ANAPF75-380/BBL，2#配(pei)電(dian)站中#1和(he)(he)#2變壓(ya)器(qi)(qi)下安(an)裝(zhuang)(zhuang)均(jun)為2臺型(xing)號為ANAPF60-380/BBL的有(you)(you)(you)源(yuan)(yuan)電(dian)力濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)并機使用(yong)，保(bao)障了(le)整個供電(dian)系(xi)統的穩定性(xing)。

（3）治理效果

圖3 治理之(zhi)前電(dian)流波(bo)形和各次諧波(bo)電(dian)流畸變率

圖(tu)4 治理之后(hou)電(dian)流波(bo)形和各次(ci)諧波(bo)電(dian)流畸變率

       治理前(qian)電流(liu)(liu)(liu)波形(xing)發生(sheng)畸變，三相電流(liu)(liu)(liu)畸變率(lv)分別為10.8%、11.1%、12.5%；在加裝ANAPF系列(lie)有源(yuan)電力濾波器后電流(liu)(liu)(liu)波形(xing)趨向正弦波，各(ge)次諧波得到抑制，電流(liu)(liu)(liu)畸變率(lv)明顯降(jiang)低，三相電流(liu)(liu)(liu)畸變率(lv)降(jiang)至4.0%、4.1%、4.4%。

（4）安裝現場

作者簡介：簡婷，女，本科，現(xian)任(ren)職于安科瑞電(dian)氣股(gu)份(fen)有(you)限公司，主要研究方向為有(you)源電(dian)力(li)濾波(bo)器、靜止無(wu)功發生器、中線(xian)安防保護器和混合動態(tai)濾波(bo)無(wu)功補償裝置的(de)應用與技(ji)術對接。