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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，但是非線性電力設備 （大功率可控硅、變頻器、UPS、開關電源、中頻爐等）的廣泛應用產(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。對非正弦的畸變電流作傅立葉級數(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。

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

● 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。

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

● 諧波容易使電網(wǎng)與補償電容器之間發(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，引起用電設備損壞，諧振嚴重時還會引起跳閘事故。

● 諧波會引起一些保護設備誤動作，同時也會導致電氣測量儀表計量不準確。

● 諧波會對附近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低信號傳輸質(zhì)量;重者導致信號丟失，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，負載電流通過電流互感器采集到ANAPF的控制系統(tǒng)中。通過實時檢測電路將?負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)注入補償電流，該補償電流與負荷電流中的諧波電流大小相等，方向相反，互相抵消，實現(xiàn)濾除諧波的?功能，保證流入電網(wǎng)電流是正弦波。
 

2.型號說明  

3.產(chǎn)品特點  

● DSP+FPGA控制方式，響應時間短，全數(shù)字控制算法，運行穩(wěn)定;
● 一機多能，既可補諧波，又可兼補無功，可對2~51次諧波進行全補償或次諧波進行補償;

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

●輸出端加裝濾波裝置，降低高頻紋波對電力系統(tǒng)的影響;

● 多機并聯(lián)，達到較高的電流輸出等級;

● 擁有自主技術

4.尺寸說明  

5.技術參數(shù)  

四、示意圖  

五、相關標準  

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

2.YD/T5040-2005《通信電源設備安裝工程設計規(guī)范》

3.JGJ312-2013《醫(yī)療建筑電氣設計規(guī)范》

4.JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規(guī)范》

5.《江蘇省電力保護條例》

6.《上海軌道交通無功補償及諧波支路指導意見》

六、證書  

七、有源電力濾波器的實用意義

主要應用場合

1.變頻設備的應用場合隨著技術的進步，變頻設備大量應用于各類場合，變頻設備會產(chǎn)生大量的諧波，因此，這類場合是有源濾波器主要的目標市場之一。

2.不穩(wěn)定負荷的應用場合不穩(wěn)定負荷不是有源濾波器的主要市場，但它是電力系統(tǒng)一個重要的方面，因為不穩(wěn)定的負荷雖然所占比例不大，但是它們對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響卻遠遠大于其它負荷所造成的影響，因此對于該類應用場合也應作為有源濾波器的主要市場方向之一。

3.鋼鐵廠鋼鐵廠的電弧爐、軋鋼機等是主要的諧波發(fā)生設備，且主要是沖擊性負荷，對鋼鐵廠附近的其它負荷有很大影響。同時，諧波問題對鋼鐵廠無功補償?shù)挠绊懞艽?，所以應以無功補償和諧波治理同時處理作為目標。

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

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

6.電氣化鐵路電氣化鐵路一般使用直流電機拖動，因此是一個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行情況，大多數(shù)系統(tǒng)都安裝了濾波器。預計本產(chǎn)品可以達到電氣鐵路濾波器國產(chǎn)化的作用。

7.自動化生產(chǎn)線高精度自動化生產(chǎn)線本身不產(chǎn)生諧波，但是對于電能質(zhì)量有很高的要求，因此需要在高精度自動化生產(chǎn)線的供電側安裝有源濾波器，以降低諧波對生產(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)集中場所辦公大樓、大型商業(yè)區(qū)等節(jié)能燈和空調(diào)集中場所的諧波情況也非常嚴重，治理方法宜采用集中治理方法，以節(jié)省成本。

結束語

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)模塊進行擴容。對于ANSVG.ANAPF此類電力電子裝置，控制和變換的關鍵是基于全控的 IGBT 器件

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