諧波的產(chǎn)生危害及治理(平頂山)

1、諧波的產(chǎn)生危害及治理 主講：劉建華 博士中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院2個(gè)人簡(jiǎn)介個(gè)人簡(jiǎn)介 劉建華：博士，碩士生導(dǎo)師，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電劉建華：博士，碩士生導(dǎo)師，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電氣安全與智能電器研究所副所長(zhǎng)。曾獲教育部科氣安全與智能電器研究所副所長(zhǎng)。曾獲教育部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)、煤炭部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)項(xiàng)、煤炭部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、項(xiàng)、煤炭工業(yè)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)煤炭工業(yè)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，山東省科技進(jìn)步項(xiàng)，山東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)獎(jiǎng)1項(xiàng)，參與國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)，參與國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)，發(fā)表論文項(xiàng)，發(fā)表論文20余篇。余篇。主要研究方向：配電自動(dòng)化、諧波治理、中性點(diǎn)主要研

2、究方向：配電自動(dòng)化、諧波治理、中性點(diǎn)接地方式、供電安全。接地方式、供電安全。n電電 話：話051680139889nE-mail: 2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院3目 錄一、電能質(zhì)量簡(jiǎn)介一、電能質(zhì)量簡(jiǎn)介二、諧波二、諧波三、中壓電能質(zhì)量的治理三、中壓電能質(zhì)量的治理2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院4一、電能質(zhì)量簡(jiǎn)介：內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)1.1.GB/T 12325-2003GB/T 12325-2003 電能質(zhì)量電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差供電電壓允許偏差；2.2.GB 12326-2000 GB 12326-2000 電能質(zhì)量電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變電

3、壓波動(dòng)和閃變; ;3.3.GB/T 15543-1995 GB/T 15543-1995 電能質(zhì)量電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度三相電壓允許不平衡度; ;4.4.GB/T 15945-1995 GB/T 15945-1995 電能質(zhì)量電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差電力系統(tǒng)頻率允許偏差; ;5.5.GB/T 14549-1993 GB/T 14549-1993 電能質(zhì)量電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波公用電網(wǎng)諧波; ;2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院5一、電能質(zhì)量簡(jiǎn)介： 供電電壓允許偏差供電電壓允許偏差n電壓偏差計(jì)算：n供電電壓的允許偏差：1）35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超

4、過標(biāo)稱系統(tǒng)電壓的 10；注：如供電電壓上下偏差同號(hào)（均為正或負(fù)）時(shí)，按較大的偏差絕對(duì)值作為衡量依據(jù)。2） 10kV及以下三相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱系統(tǒng)電壓的 7 。3）220V單相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱系統(tǒng)電壓的+7 、10 。4）對(duì)供電電壓允許偏差有特殊要求的用戶，由供用電雙方協(xié)議確定。100實(shí)測(cè)電壓標(biāo)稱系統(tǒng)電壓電壓偏差(%)%標(biāo)稱系統(tǒng)電壓2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院6一、電能質(zhì)量簡(jiǎn)介：電壓波動(dòng)和閃變電壓波動(dòng)和閃變l 電壓變動(dòng)特性d(t)：電壓方均根值變動(dòng)的時(shí)間函數(shù)，以系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的百分?jǐn)?shù)表示。l 電壓變動(dòng)d：電壓變動(dòng)特性d(t)上，相鄰兩個(gè)極值電壓之差。l 電壓變動(dòng)頻度r

5、：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電壓變動(dòng)的次數(shù)(電壓由大到小或由小到大各算一次變動(dòng))。同一方向的若干次變動(dòng)，如間隔時(shí)間小于30 ms，則算一次變動(dòng)。l 電壓波動(dòng)：電壓方均根值一系列的變動(dòng)或連續(xù)的改變。電壓變動(dòng)頻度r次/小時(shí)電壓變動(dòng)d的限值低 壓、中壓高 壓r1431r 1032.510r 10021.5100r 10001.251電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)或波動(dòng)負(fù)荷用戶引起的公共連接點(diǎn)電壓變動(dòng)限值電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)或波動(dòng)負(fù)荷用戶引起的公共連接點(diǎn)電壓變動(dòng)限值2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院7一、電能質(zhì)量簡(jiǎn)介：電壓波動(dòng)和閃變電壓波動(dòng)和閃變( (續(xù)續(xù)) )l 閃變時(shí)間t: 一個(gè)有時(shí)間量綱的值，表示電壓變動(dòng)的閃變影

6、響，和波形、幅值以及頻度均有關(guān)。l 閃變：燈光照度不穩(wěn)定造成的視感。l 短時(shí)間閃變值Pst: 衡量短時(shí)間(若干分鐘)內(nèi)閃變強(qiáng)弱的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量值。l 長(zhǎng)時(shí)間閃變值Plt: 由 短時(shí)間閃變值推算出，反映長(zhǎng)時(shí)間(若干小時(shí))閃變強(qiáng)弱的量值。電壓等級(jí)低壓中壓高壓短時(shí)間閃變值1.00.9(1.0)0.8長(zhǎng)時(shí)間閃變值0.80.7(0.8)0.6注：短、長(zhǎng)時(shí)間閃變值每次測(cè)量周期10min 、2小時(shí)；中壓括號(hào)中的值僅適用于公共連接點(diǎn)連接的所有用戶為同電壓級(jí)的用戶場(chǎng)合。電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)各級(jí)電壓下的閃變限值電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)各級(jí)電壓下的閃變限值2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院8電能質(zhì)量簡(jiǎn)介三相電壓允許

7、不平衡度三相電壓允許不平衡度2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院9電能質(zhì)量簡(jiǎn)介電力系統(tǒng)頻率允許偏差電力系統(tǒng)頻率允許偏差l電力系統(tǒng)頻率允許偏差：正常允許0.2Hz，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)允許0.5Hz 。l用戶沖擊負(fù)荷引起的系統(tǒng)頻率變動(dòng)一般不得超過0.2Hz，根據(jù)沖擊負(fù)荷性質(zhì)和大小以及系統(tǒng)的條件也可適當(dāng)變動(dòng)限值，但應(yīng)保證近區(qū)電力網(wǎng)、發(fā)電機(jī)組和用戶的交全、穩(wěn)定運(yùn)行以及正常供電。2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院10電能質(zhì)量簡(jiǎn)介公用電網(wǎng)諧波公用電網(wǎng)諧波l 總諧波畸變率(THD)：周期性交流量中的諧波含量的方均根值與其基波分量的方均根值之比(用百分?jǐn)?shù)表示)。分為電壓總諧波畸變率與電流總

8、諧波畸變率。公用電網(wǎng)諧波電壓公用電網(wǎng)諧波電壓(相電壓相電壓)限值限值電網(wǎng)標(biāo)稱電壓kV電壓總諧波畸變率各次諧波電壓含有率奇次偶次0.385.04.02.064.03.21.610353.02.41.2661102.01.60.82022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院11電能質(zhì)量簡(jiǎn)介公用電網(wǎng)諧波（續(xù)）公用電網(wǎng)諧波（續(xù)）l 公共連接點(diǎn)的全部用戶向該點(diǎn)注入的諧波電流分量(方均根值)不應(yīng)超過表2中規(guī)定的允許值。當(dāng)公共連接點(diǎn)處的最小短路容量不同于基準(zhǔn)短路容量時(shí)，表2中的諧波電流允許值應(yīng)進(jìn)行換算即：各次諧波電流分量各次諧波電流允許值*(公共連接點(diǎn)的最小短路容量/基準(zhǔn)短路容量)。2022年3月16日星

9、期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院12二、諧波：諧波的產(chǎn)生非線性負(fù)載產(chǎn)生諧波：l 工業(yè)用易產(chǎn)生諧波設(shè)備：直流調(diào)速器、變頻調(diào)速器、不間斷電源系統(tǒng)（UPS）、 現(xiàn)代照明系統(tǒng)、焊接裝置 、感應(yīng)加熱爐、整流器、飽和變壓器等。l 民用易產(chǎn)生諧波設(shè)備：電視機(jī)、空調(diào)、計(jì)算機(jī)、日光燈、電冰箱等 。諧波流向：l 諧波電流主要流過電容器。l 諧波電流也流過電網(wǎng)。l 諧波電流的流動(dòng)導(dǎo)致諧波電壓。l 諧波也注入其他接入同一電網(wǎng)總線的線性負(fù)載。l 注入電網(wǎng)的諧波也會(huì)流向聯(lián)網(wǎng)的其他用戶。2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院13二、諧波：三相整流產(chǎn)生的諧波l三相整流設(shè)備產(chǎn)生的諧波電流，其諧波次數(shù)可按如下公式求得：N = f

10、n / f1 = K*P1 公式中： N = 諧波次數(shù)； fn = 諧波電流頻率 ； f1 = 基波電流頻率 ； K = 1，2，3， ； P = 整流設(shè)備的波頭數(shù)（6、12、24）。 例如：6 波頭的整流器將產(chǎn)生 5，7，11，13 次諧波。l三相整流設(shè)備產(chǎn)生的諧波電流值可按如下公式求得：In = I1 / N 公式中： In = N 次諧波的電流值 ； I1 = 基波電流值； N = 諧波次數(shù)。 2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院14二、諧波：諧波的種類l 特性諧波： 與相關(guān)回路結(jié)構(gòu)相關(guān). 有規(guī)律的諧波次數(shù). 諧波頻率可由公式 k*p+1 ; k = 1,2,3得到. 諧波頻率

11、呈規(guī)律性.l 非特性諧波： 由頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備產(chǎn)生. 系統(tǒng)不平衡 (電壓和感抗)l 3次諧波（零序諧波）： 3*(2n+1) ,n = 0,1,2 例如 3,9,15,21. 等. 主要影響零序. 增加零相電流.2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院15二、諧波：諧波的相序（1）l 每一諧波的相序都有關(guān)于基波的聯(lián)系.l 按約定基波被設(shè)定為正相序.l 所有高次諧波都有相對(duì)于基波的正、負(fù)或是零相序. 2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院16二、諧波：諧波的相序（2）RYB的相序的相序 (+ Seq.)基次分量基次分量 R Y B基次基次 +120o 0o -120o 二次二次 +24

12、0o 0o -240o 諧波諧波 -120o 0o +120o 因而二次諧波作為負(fù)序分量運(yùn)轉(zhuǎn)因而二次諧波作為負(fù)序分量運(yùn)轉(zhuǎn).YRBYRB負(fù)序2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院17二、諧波：諧波的相序（3）RYB的相序的相序 (+ Seq.)基次分量基次分量 R Y B基次基次 +120o 0o -120o 三次三次 +360o 0o -360o 諧波諧波 +0o 0o -0o 因而三次諧波作為零序分量運(yùn)轉(zhuǎn)因而三次諧波作為零序分量運(yùn)轉(zhuǎn).YRBRYB2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院18二、諧波：諧波的相序（4）諧波次序諧波次序123456789相序相序+-0+-0+-0正序

13、正序負(fù)序負(fù)序零序零序基次基次2 2次次3 3次次4 4次次5 5次次6 6次次7 7次次8 8次次9 9次次1010次次1111次次1212次次3n+13n+1次次3n+23n+2次次3n+33n+3次次被被3 3除余除余1 1被被3 3除余除余2 2可被可被3 3整除整除每一諧波的相序算法及排列：2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院19二、諧波：諧波的相序（4）各序諧波的特性及危害：正序正序 負(fù)序負(fù)序零序零序趨膚效應(yīng)引起過熱趨膚效應(yīng)引起過熱趨膚效應(yīng)引起過熱支持基波與基波對(duì)抗在中性點(diǎn)積聚中溫過熱產(chǎn)生零線發(fā)熱相對(duì)危害較少危害很多造成中性線接地和開路情況的原因2022年3月16日星期三中

14、國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院20二、諧波：對(duì)設(shè)備的的危害設(shè)備種類諧波影響變壓器由于趨膚效應(yīng)增加銅損；諧波高頻增加鐵損；降低效率。電動(dòng)機(jī)增加銅損，鐵損；脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電力電纜增加銅損，導(dǎo)致過熱。開關(guān)裝置，繼電保護(hù)誤動(dòng)或據(jù)動(dòng)。自動(dòng)控制裝置操作不正常。電力電容器由于串聯(lián)或并聯(lián)諧振導(dǎo)致電容器過載。通信設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院21三、中壓電能質(zhì)量的治理：內(nèi)容及目標(biāo)l使注入公用電網(wǎng)的諧波電流及公共連接點(diǎn)的諧波電壓在國(guó)標(biāo)限值以內(nèi)；l提高用戶用電的功率因數(shù)；l使電壓波動(dòng)和閃變?cè)趪?guó)標(biāo)限值以內(nèi)；l使電壓凹陷、凸起、短時(shí)中斷的幅值和持續(xù)時(shí)間在設(shè)備容許范圍內(nèi)。l使用戶設(shè)備在電磁兼容允許范圍內(nèi)

15、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，把對(duì)電網(wǎng)的干擾限制在國(guó)標(biāo)限值以內(nèi)。2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院22三、中壓電能質(zhì)量的治理：治理設(shè)備l無源濾波器FC（手動(dòng)/自動(dòng)投切，調(diào)諧/非調(diào)諧）l靜止型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置SVC：TSC、TSC+TCRl靜止型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置SVC：FC+TCR、FC+MCRl有源濾波器APFl靜止無功發(fā)生器SVG(又稱靜止同步補(bǔ)償器STATCOM)2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院23三、中壓電能質(zhì)量的治理：無源濾波器FCl主要器件：電容器+電抗器+電阻器（可選）l投切方式：手動(dòng)、自動(dòng)l功能：純補(bǔ)償（非調(diào)諧）、補(bǔ)償濾波（調(diào)諧）l濾波原理：采用電力電容器串聯(lián)適當(dāng)比例的

16、電抗器，形成針對(duì)某一特定頻率的低阻抗濾波回路，吸收特定頻率的諧波電流，補(bǔ)償基波無功功率。l適用場(chǎng)合：無功功率大、功率因數(shù)低、無功變化不頻繁，具有典型特征諧波（5，7，11，13次）的工業(yè)負(fù)荷。l優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，適合大規(guī)模應(yīng)用。l缺點(diǎn)：響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，兩次投切間隔通常要幾秒放電時(shí)間，不能補(bǔ)償動(dòng)態(tài)無功；補(bǔ)償容量受到電網(wǎng)電壓的限制，電網(wǎng)電壓越低，輸出無功越小，而此時(shí)恰恰需要向電網(wǎng)輸出無功，以期抬高電網(wǎng)電壓水平；只能消除特定的幾次諧波，而對(duì)某些次諧波會(huì)產(chǎn)生放大作用；濾波要求和無功補(bǔ)償、調(diào)壓要求有時(shí)難以協(xié)調(diào)；投切產(chǎn)生涌流及過電壓會(huì)對(duì)系統(tǒng)會(huì)造成沖擊，補(bǔ)償精度低。2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)

17、信電學(xué)院24三、中壓電能質(zhì)量的治理:非調(diào)諧無源濾波器l非調(diào)諧(Detuned)或諧波抑制濾波器：諧振頻率fR 最低主諧波頻率的90%；例如：fR =214Hz,小于5次諧波的90% .l電抗系數(shù) 12.5% 或 14%適用于 3次諧波 ；電抗系數(shù) 5.5% 或 7%適用于 5、7次諧波 。l適用于：僅考慮無功補(bǔ)償，且諧波含量小的場(chǎng)所。l參數(shù)選擇需要注意防止電容器諧波過載。接線原理圖2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院25三、中壓電能質(zhì)量的治理：調(diào)諧無源濾波器l調(diào)諧(Tuned)或諧波吸收濾波器：諧振頻率 fR在被吸收的諧波頻率的10%的范圍內(nèi)；例如：fR =246Hz,吸收 5次諧波

18、。l要濾除 5、7、11 次諧波分別采用 5、7、11 次濾波器。l適用于：考慮無功補(bǔ)償同時(shí)需要進(jìn)行諧波吸收的場(chǎng)所，一般諧波成份固定且無功變化不大。l優(yōu)點(diǎn)：濾波效果好；l缺點(diǎn)：無功變化較大時(shí)，難以做到補(bǔ)償與諧波治理的完美結(jié)合。5 次7 次11 次接線原理圖2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院26三、中壓電能質(zhì)量的治理：SVC-TSCl 主要器件：FC+TSC或FC+TSC+TCRl TSC投切方式：晶閘管投切電容器，有晶閘管和二極管反并聯(lián)及兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)兩種方式。l 冷卻方式：水冷、風(fēng)冷。l 功能：分組補(bǔ)償電網(wǎng)感性無功，吸收電網(wǎng)中特定頻段諧波電流。l 優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)態(tài)跟蹤無功變化，跟蹤速

19、度可達(dá)510ms，不發(fā)生過補(bǔ)償、無投切振蕩和無沖擊投切，對(duì)三相不平衡負(fù)荷可以分相補(bǔ)償。l 缺點(diǎn)：控制復(fù)雜；晶閘管的冷卻系統(tǒng)必須帶電運(yùn)行，水冷運(yùn)行維護(hù)成本高，風(fēng)冷效率低；自身產(chǎn)生的諧波不可忽視，諧波治理效果不理想；產(chǎn)生電磁輻射污染。l TSCTCR補(bǔ)償器：以電容器作分級(jí)粗調(diào)，以電感作相控細(xì)調(diào)。2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院27三、中壓電能質(zhì)量的治理：SVC-FC+TCR/MCRl 主要器件：FC+TCR、FC+MCRl FC+TCR投切方式：FC固定投切，可控硅調(diào)節(jié)相控電抗器投入比例。l FC+MCR投切方式：FC固定投切，可控硅調(diào)節(jié)磁控電抗器投入比例。l 冷卻方式：水冷、風(fēng)冷。

20、l 功能：補(bǔ)償電網(wǎng)感性無功，F(xiàn)C吸收電網(wǎng)中特定頻段諧波電流，部分減小無功沖擊造成的電壓波動(dòng)與閃變。l 優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)態(tài)跟蹤無功變化，跟蹤速度可達(dá)20ms，不發(fā)生過補(bǔ)償、無投切振蕩和無沖擊投切。l 缺點(diǎn)：功耗大；占地面積大；晶閘管的冷卻系統(tǒng)必須帶電運(yùn)行，水冷運(yùn)行維護(hù)成本高，風(fēng)冷效率低；自身產(chǎn)生的諧波不可忽視，諧波引起電感、電容發(fā)熱，導(dǎo)致絕緣老化，電容器參數(shù)參數(shù)變化及損壞；諧波在TCR與FC間流動(dòng)增加損耗，降低效率；諧波引起電磁兼容問題干擾周圍設(shè)備；諧波造成電磁污染、輻射環(huán)保問題。2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院28三、中壓電能質(zhì)量的治理： SVC-FC+TCR2022年3月16日星期三中

21、國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院29三、中壓電能質(zhì)量的治理：SVC （續(xù)）2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院30三、中壓電能質(zhì)量的治理：APFl 主要器件：有源濾波器APFl 分類：電壓型和電流型；并聯(lián)型和串聯(lián)型。實(shí)用的為并聯(lián)電壓型。l 原理：利用PWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電流發(fā)生器,它產(chǎn)生與負(fù)載無功(基波與諧波)電流大小相等、方向相反的電流，使注入電網(wǎng)的無功電流為零。功能：諧波治理無功補(bǔ)償抑制電壓驟降抑制閃變。l 優(yōu)點(diǎn)：無需大容量電容器和電抗器，是一種動(dòng)態(tài)的可控解決方案，可自動(dòng)地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和負(fù)載的變化，不存在諧振問題，占地面積小 。l 缺點(diǎn)：?jiǎn)螜C(jī)容量較小，不適合大容量補(bǔ)償，高壓應(yīng)用幾乎沒有，系統(tǒng)造價(jià)高。l

22、 適用場(chǎng)合：功率因數(shù)高、配電系統(tǒng)復(fù)雜、諧波分量復(fù)雜的工業(yè)負(fù)荷。2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院31三、中壓電能質(zhì)量的治理：APF-MARSl電能質(zhì)量有源恢復(fù)系統(tǒng)MARS（Mains Active Restoring System）是一種高壓有源濾波補(bǔ)償裝置。l主要器件：斷路器、變壓器、MARS。l原理：利用雙橋PWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電流發(fā)生器，具備有源濾波器的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能提供雙向無功功率補(bǔ)償，對(duì)系統(tǒng)的高頻紋波影響最小。l功能：諧波治理無功補(bǔ)償抑制電壓驟降抑制閃變。l適用場(chǎng)合：功率因數(shù)高、配電系統(tǒng)復(fù)雜、諧波分量復(fù)雜、補(bǔ)償容量大的中高壓工業(yè)負(fù)荷。l特點(diǎn)：主動(dòng)動(dòng)態(tài)輸出各次諧波電流和無功

23、電流，補(bǔ)償范圍廣，補(bǔ)償精度高；是一種動(dòng)態(tài)的可控解決方案，可自動(dòng)地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和負(fù)載的變化，不存在系統(tǒng)諧振危險(xiǎn)；采用雙橋PWM技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)的高頻紋波影響?。豁憫?yīng)速度快達(dá)2ms;單機(jī)容量大，技術(shù)成熟，適合大容量高壓補(bǔ)償。2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院32三、中壓電能質(zhì)量的治理： APF-MARS（續(xù)）MARS特性：l 高動(dòng)態(tài)：電流測(cè)量周期20s ，意味著可以足夠地補(bǔ)償各次諧波。l 直接諧波控制：可以自由地選擇諧波次數(shù)并對(duì)它們直接補(bǔ)償，這一方法可以以最小的有源濾波容量實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的補(bǔ)償效果。l 最小電網(wǎng)回饋：兩個(gè)并聯(lián)的IGBT橋和同步的切換操作保證了最小的電網(wǎng)回饋。 l 獨(dú)立的濾波性能：濾波

24、功能的設(shè)置是獨(dú)立于電網(wǎng)質(zhì)量和電網(wǎng)阻抗的。l 無功電流的補(bǔ)償：可以補(bǔ)償基波無功電流（容性或感性電流），系統(tǒng)補(bǔ)償諧波剩余的容量都可以用來進(jìn)行無功補(bǔ)償。l 減小電壓波動(dòng)：在大功率電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，減小電壓的波動(dòng)。l 減少閃變：高動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償特征有效地減小閃變。l 容量比APF大：?jiǎn)螜C(jī)120k-1450kVAr 容量范圍。2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院33三、中壓電能質(zhì)量的治理： APF-MARS（續(xù)）MARS接線原理圖 2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院34三、中壓電能質(zhì)量的治理： APF-MARS（續(xù)）MARS補(bǔ)償無功電流原理-=0.0050.010.0150.020.0256

25、004002000200400600IUI eff =324.3A0.0050.010.0150.020.0256004002000200400600UIrIr eff =74.2AInetz0.0050.010.0150.020.0256004002000200400600UInetz eff =315.7A無 MARS時(shí)的電流MARS 電流系統(tǒng)電流 特點(diǎn)：對(duì)無功電流的高動(dòng)態(tài)性補(bǔ)償；降低系統(tǒng)公共連接點(diǎn)電流；系統(tǒng)中無諧振危險(xiǎn)；載波控制系統(tǒng)不受影響。2022年3月16日星期三中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院35三、中壓電能質(zhì)量的治理： APF-MARS（續(xù)）MARS補(bǔ)償諧波電流原理特點(diǎn)：補(bǔ)償諧波電流，明顯改善系統(tǒng)電壓波形；降低系統(tǒng)電流; 不產(chǎn)生諧振; 不影響載波信號(hào)。無 MARS時(shí)的電流系統(tǒng)電流0.0050.010.0150.020.0256004002000200400600I UI eff =343.7A-0.0050.010.0150.020.0256004002000200400600UIgIg eff =113.8A=0.0050.010.0150.020.0256004002000200400600InetzUInetz eff =324.3