安科瑞 師晴晴    

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰
 

一、諧波的產(chǎn)生

電力系統(tǒng)中理想的電壓、電流波形都是頻率為50Hz的正弦波，但是非線性電力設(shè)備 （大功率可控硅、變頻器、UPS、開關(guān)電源、中頻爐等）的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了大量畸變的諧波電流，諧波電流耦合在線路上產(chǎn)生諧波電壓。對(duì)非正弦的畸變電流作傅立葉級(jí)數(shù)分解，其中頻率與工頻相同的分量為基波，頻率是基波頻率整數(shù)倍的分量為諧波。諧波是電能質(zhì)量的指標(biāo)。

二、諧波的危害及定義  

1.概述
任何一種周期性非正弦波形都可以看成是由若干種頻率不同的正弦波合成的，其中頻率為工頻的波形我們稱為基波，大于1  整數(shù)倍基波頻率的正弦波分量稱為諧波。總諧波畸變由不同頻率的分次諧波合成，各次諧波頻率與基波頻次的比值（n=fn/1）稱為諧波次數(shù)。例如在工頻為50Hz的系統(tǒng)中，頻率為150Hz的諧波分量即為3次諧波;頻率為250Hz的諧波分量即為5次諧波。
2.危害  

●使公用電網(wǎng)中的設(shè)備產(chǎn)生附加諧波損耗，降低電網(wǎng)、輸電及用電設(shè)備的使用效率。

● 在三相四線制系統(tǒng)中，由于零線流過大量的3n次諧波電流，造成零線過熱。

● 諧波會(huì)產(chǎn)生額外的熱效應(yīng)，引起用電設(shè)備發(fā)熱、加速老化，從而降低設(shè)備的使用壽命。

● 諧波容易使電網(wǎng)與補(bǔ)償電容器之間發(fā)生并聯(lián)諧振或者串聯(lián)諧振，使諧波電流放大幾倍甚至數(shù)十倍，造成過電流，引起用電設(shè)備損壞，諧振嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起跳閘事故。

● 諧波會(huì)引起一些保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)作，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確。

● 諧波會(huì)對(duì)附近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低信號(hào)傳輸質(zhì)量;重者導(dǎo)致信號(hào)丟失，使通信系統(tǒng)無法正常工作。

三、產(chǎn)品介紹  

1.工作原理  

ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在電網(wǎng)上，負(fù)載電流通過電流互感器采集到ANAPF的控制系統(tǒng)中。通過實(shí)時(shí)檢測(cè)電路將?負(fù)載電流中的諧波分量和基波無功分量分離出來，經(jīng)控制系統(tǒng)快速運(yùn)算，采用PWM控制IGBT的觸發(fā)。通過由大容量IGBT管組?成的三相變流器向系統(tǒng)注入補(bǔ)償電流，該補(bǔ)償電流與負(fù)荷電流中的諧波電流大小相等，方向相反，互相抵消，實(shí)現(xiàn)濾除諧波的?功能，保證流入電網(wǎng)電流是正弦波。
 

2.型號(hào)說明  

3.產(chǎn)品特點(diǎn)  

● DSP+FPGA控制方式，響應(yīng)時(shí)間短，全數(shù)字控制算法，運(yùn)行穩(wěn)定;
● 一機(jī)多能，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)償或次諧波進(jìn)行補(bǔ)償;

● 具有完善的橋臂過流保護(hù)、直流過壓保護(hù)、裝置過溫保護(hù)功能;
● 模塊化設(shè)計(jì)，體積小，安裝便利，方便擴(kuò)容;
● 采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏以實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和控制，使用方便，易于操作和維護(hù);

●輸出端加裝濾波裝置，降低高頻紋波對(duì)電力系統(tǒng)的影響;

● 多機(jī)并聯(lián)，達(dá)到較高的電流輸出等級(jí);

● 擁有自主技術(shù)

4.尺寸說明  

5.技術(shù)參數(shù)  

四、示意圖  

五、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)  

1.GB/T14549-1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》

2.YD/T5040-2005《通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范》

3.JGJ312-2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

4.JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

5.《江蘇省電力保護(hù)條例》

6.《上海軌道交通無功補(bǔ)償及諧波支路指導(dǎo)意見》

六、證書  

七、有源電力濾波器的實(shí)用意義

主要應(yīng)用場(chǎng)合

1.變頻設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)合隨著技術(shù)的進(jìn)步，變頻設(shè)備大量應(yīng)用于各類場(chǎng)合，變頻設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，因此，這類場(chǎng)合是有源濾波器主要的目標(biāo)市場(chǎng)之一。

2.不穩(wěn)定負(fù)荷的應(yīng)用場(chǎng)合不穩(wěn)定負(fù)荷不是有源濾波器的主要市場(chǎng)，但它是電力系統(tǒng)一個(gè)重要的方面，因?yàn)椴环€(wěn)定的負(fù)荷雖然所占比例不大，但是它們對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它負(fù)荷所造成的影響，因此對(duì)于該類應(yīng)用場(chǎng)合也應(yīng)作為有源濾波器的主要市場(chǎng)方向之一。

3.鋼鐵廠鋼鐵廠的電弧爐、軋鋼機(jī)等是主要的諧波發(fā)生設(shè)備，且主要是沖擊性負(fù)荷，對(duì)鋼鐵廠附近的其它負(fù)荷有很大影響。同時(shí)，諧波問題對(duì)鋼鐵廠無功補(bǔ)償?shù)挠绊懞艽螅詰?yīng)以無功補(bǔ)償和諧波治理同時(shí)處理作為目標(biāo)。

4.有色冶金有色冶金的負(fù)荷除電弧爐性質(zhì)的負(fù)荷外，還由于采用直流濕法冶金而產(chǎn)生大量的直流成分。

5.港口機(jī)械港機(jī)是大型的提升設(shè)備，一般都采用很大的變頻器，因此是港口機(jī)械主要的諧波發(fā)生源，因此對(duì)于該類應(yīng)用場(chǎng)合也應(yīng)作為有源濾波器的市場(chǎng)方向之一。

6.電氣化鐵路電氣化鐵路一般使用直流電機(jī)拖動(dòng)，因此是一個(gè)市政方面的主要諧波源。根據(jù)現(xiàn)有上海、北京等地電氣化鐵路的運(yùn)行情況，大多數(shù)系統(tǒng)都安裝了濾波器。預(yù)計(jì)本產(chǎn)品可以達(dá)到電氣鐵路濾波器國(guó)產(chǎn)化的作用。

7.自動(dòng)化生產(chǎn)線高精度自動(dòng)化生產(chǎn)線本身不產(chǎn)生諧波，但是對(duì)于電能質(zhì)量有很高的要求，因此需要在高精度自動(dòng)化生產(chǎn)線的供電側(cè)安裝有源濾波器，以降低諧波對(duì)生產(chǎn)線的影響。

8.辦公大樓、大型商業(yè)區(qū)等節(jié)能燈和空調(diào)集中場(chǎng)所辦公大樓、大型商業(yè)區(qū)等節(jié)能燈和空調(diào)集中場(chǎng)所的諧波情況也非常嚴(yán)重，治理方法宜采用集中治理方法，以節(jié)省成本。

結(jié)束語(yǔ)

我司產(chǎn)品ANAPF（有源電力濾波器）采用模塊式或整柜安裝方式，可自由搭配數(shù)量，可通過并聯(lián)模塊進(jìn)行擴(kuò)容。對(duì)于ANSVG.ANAPF此類電力電子裝置，控制和變換的關(guān)鍵是基于全控的 IGBT 器件

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