廠礦企業(yè)配電網(wǎng)低壓側(cè)并聯(lián)有源濾波裝置應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)概述

　　安科瑞 師晴晴

　　江蘇安科瑞電器制造有限公司 江陰 21440

　　摘要：本文介紹了并聯(lián)有源濾波裝置的工作原理和在廠礦企業(yè)配電網(wǎng)中應(yīng)用，就諧波治理中的無(wú)源及有源濾波技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)合實(shí)踐證明并聯(lián)有源濾波裝置是治理諧波污染的設(shè)備，今后將具有廣闊的運(yùn)用前景。

　　關(guān)鍵詞：諧波 有源濾波裝置 混合補(bǔ)償

　　引言：近年來(lái)，許多廠礦企業(yè)大量使用可控硅整流和換流設(shè)備、電弧爐、中頻爐等諧波干擾源負(fù)荷設(shè)備，這些設(shè)備在吸收大量無(wú)功功率、降低用戶的功率因數(shù)的同時(shí)，也使諧波問(wèn)題日趨嚴(yán)重。根據(jù)電力工業(yè)電能質(zhì)量方面的標(biāo)準(zhǔn)及管理規(guī)定，各地供電部門(mén)出臺(tái)了相應(yīng)的諧波限制準(zhǔn)則及措施，并對(duì)諧波污染嚴(yán)重的企事業(yè)單位進(jìn)行考核和治理。因此，濾除諧波、提高功率因數(shù)、延長(zhǎng)設(shè)備壽命是這類(lèi)企業(yè)節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)效益和產(chǎn)品質(zhì)量的當(dāng)務(wù)之急。

　　傳統(tǒng)的諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償方法是采用由電感和電容構(gòu)成的無(wú)源濾波裝置，該裝置與需補(bǔ)償?shù)姆蔷€性負(fù)載并聯(lián)，在為諧波提供低阻通路的同時(shí)，也為負(fù)載提供了所需的無(wú)功功率。雖然無(wú)源濾波裝置具有簡(jiǎn)單、方便的優(yōu)點(diǎn)，但它也存在許多缺點(diǎn)。

　　有源電力濾波(active power filter，APF)裝置不僅可減小占地面積，而且可解決無(wú)源濾波裝置存在的問(wèn)題。有源濾波與無(wú)源濾波存在著本質(zhì)區(qū)別，它是根據(jù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償諧波的原理，應(yīng)用現(xiàn)代電力電子器件和計(jì)算機(jī)技術(shù)，快速跟蹤諧波產(chǎn)生的諧波大小和特性，由裝置發(fā)出相應(yīng)頻率的反向電流，從而達(dá)到同時(shí)濾除多種成分諧波的目的。它一般由電子電力變流器構(gòu)成，具有半導(dǎo)體功率變流器的高可控性和快速響應(yīng)性。

　　1 ANAPF低壓有源濾波器在工廠中的應(yīng)用案例

　　1.1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

　　秦皇島某電子有限公司配電系統(tǒng)中接有5套整流變壓器，主要給10個(gè)熔化中頻電爐供電。該類(lèi)設(shè)備采用12脈波晶閘管整流方式，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生嚴(yán)重的非正弦畸變和大量高次諧波，對(duì)自身配電系統(tǒng)和公共電網(wǎng)造成嚴(yán)重干擾。同時(shí)，由于該非線性負(fù)載為感性的，使自身配電系統(tǒng)的功率因數(shù)惡化，10kV進(jìn)線側(cè)11次和13次諧波電流超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)而大大影響了配電系統(tǒng)和公共電網(wǎng)的電能質(zhì)量。如果不進(jìn)行諧波治理，不僅對(duì)該公司自身配電系統(tǒng)造成危害，而且會(huì)危及公共電網(wǎng)**。

　　1.2 ANAPF濾波裝置原理

　　ANAPF系列有源電力濾波裝置，以并聯(lián)方式接入電網(wǎng)，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載的諧波和無(wú)功分量，采用PWM變流技術(shù)，從變流器中產(chǎn)生一個(gè)和當(dāng)前諧波分量和無(wú)功分量對(duì)應(yīng)的反向分量并實(shí)時(shí)注入電力系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償。

　　原理如下圖：

　　1.3方案設(shè)計(jì)

　　10kV高壓系統(tǒng)分4段和5段母線，每段母線的有源電力濾波器容量為450A，使用型號(hào)為ANAPF100-400/B的濾波器3臺(tái)并聯(lián)，通過(guò)0.4kV/10kV的諧波變壓器將諧波送至10kV側(cè)與負(fù)載諧波疊加，達(dá)到與電網(wǎng)諧波抵消的作用。

　　濾波器投運(yùn)后系統(tǒng)圖

　　1.4治理前后諧波電流頻譜對(duì)比圖：

　　13波補(bǔ)償前電流頻譜圖                    13波補(bǔ)償后電流頻譜圖

　　1.5治理效果

　　在10kV母線4段和5段使用兩套有源電力濾波器裝置進(jìn)行治理后，系統(tǒng)諧波得到了很好的抑制，完全將11次、13次諧波限制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，提升供電系統(tǒng)的供電可靠性，消除了系統(tǒng)諧波對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)影響的隱患，收到了良好效果，達(dá)到改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的目的。

　　2 ANAPF有源濾波器簡(jiǎn)介

　　2.1技術(shù)參數(shù)