有源电力滤波装置

1 电能质量与谐波

1.1 谐波的产生

随着电力电子变流装置的应用日益广泛，电能得到了更加充分的利用。但非线性电力装置设备的广泛应用产生了大量畸变的电流谐波，畸变电流在电网中的流动导致了谐波电压；谐波污染越来越多地威胁到电力系统安全、稳定、经济运行，给同一网络的线性负载和其它用户带来了极大影响。谐波已与电磁干扰、功率因数降低并列为电力系统的三大公害。所以了解谐波产生的原理、研究消除供配电系统中的高次谐波问题对改善供电质量和确保电力系统安全经济运行有着非常积极的意义。谐波测量是谐波问题中的一个重要分支，对抑制谐波、解决谐波产生的问题有着重要的指导作用。因此对谐波的测量和分析是电力系统分析和控制中的一项重要工作，是继电保护、故障测量等工作开展的重要前提。

主要谐波产生源如下表：

名     称	所属行业
变频装置	商业、市政、民用、公用事业、工矿企业等
UPS、开关电源、逆变电源	公用事业、商业、电子、通讯等
地铁、轻轨、充电站（桩）	交通
单（多）晶硅生产设备、中频炉	制造业
电弧炉、交流弧焊机、感应加热装置	机械、能源、化工

 

1.2 谐波的危害

1.2.1使电力元件附加损耗加大，易引发火灾。

谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。大量三次谐波流过中线会使线路过热，甚至引起火灾。

1.2.2影响电气设备的正常运行。

谐波会影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏。

1.2.3引起电网谐振。

这种谐振可能使谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统，特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁，经常使电容器和电抗器烧毁。

1.2.4使继电保护误动作，电气测量误差过大。

谐波会导致继电保护，特别是微机综合保护器与自动装置误动作，造成不必要的供电中断和生产损失；谐波还会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给用电管理部门或电力用户带来经济损失。

1.2.5使工控系统崩溃。

临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰，轻则产生噪声，降低通信质量，计算机无法正常工作；重则导致信息丢失，使工控系统崩溃。

 

1.3 谐波治理依据的国家标准

GB/T14549-1993 《电能质量：公用电网谐波》

GB/T15543-2008 《电能质量：三相电压允许不平衡度》

GB/T12325-2008 《电能质量：供电电压允许偏差》

GB/T12326-2008 《电能质量：电压波动和闪变》

GB/T18481-2001 《电能质量：暂时过电压和瞬态过电压》

GB/T15945-2008 《电能质量：电力系统频率允许偏差》

GB7625.1-1998  《低压电气电子产品发出的谐波电流限值》

GB/T15576-1995 《低压无功功率静态补偿装置总技术条件》

GB/T14549-1993 《电能质量：公用电网谐波》

 

2 有源电力滤波装置

2.1 型号说明     

 

 

 

2.2 产品外形尺寸 （单位：mm）

    

      

 

2.3 工作原理

ANAPF系列有源电力滤波装置，以并联方式接入电网，通过实时检测负载的谐波和无功分量，采用PWM变流技术，从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入电力系统，从而实现谐波治理和无功补偿。

原理如下图：

 

 

2.4 主要技术特点

l DSP+FPGA全数字控制方式，具有极快的响应时间；

l 先进的主电路拓扑和控制算法，精度更高、运行更稳定；

l 一机多能，既可补谐波，又可兼补无功；

l 模块化设计，便于生产调试；

l 便利的并联设计，方便扩容；

l 具有完善的桥臂过流、保护功能；

l 使用方便，易于操作和维护。

 

2.5 技术参数