諧波的培訓(xùn)以及有源電力濾波器的應(yīng)用

1、諧波的培訓(xùn)以及諧波的培訓(xùn)以及有源電力濾波器有源電力濾波器的應(yīng)用的應(yīng)用有源電力濾波器應(yīng)用實(shí)例有源電力濾波器應(yīng)用實(shí)例 有源電力濾波器工作原理有源電力濾波器工作原理諧波治理方案諧波治理方案 諧波的產(chǎn)生諧波的產(chǎn)生諧波產(chǎn)生的危害諧波產(chǎn)生的危害 HAERBIN WEIHAN ELECTRIC EQUIPMENT CO,. LTD.HAERBIN WEIHAN ELECTRIC EQUIPMENT CO,. LTD. 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種非線性和時(shí)變性電子裝置如逆變器、整流器及開關(guān)電源等大規(guī)模使用，使得電力系統(tǒng)中諧波成份顯著增加。其負(fù)面效應(yīng)日益顯見?！爸C波污染”已經(jīng)成為影響電能質(zhì)量的主要因素之一，因此進(jìn)

2、行諧波治理也成為了現(xiàn)代電力生產(chǎn)發(fā)展的迫切要求。 harmonicsdistorted wavefundamental基波疊加5次和7次諧波整流電路整流電路交流調(diào)壓電路交流調(diào)壓電路交交變頻電路交交變頻電路諧波諧波影響電動(dòng)機(jī)效率和正影響電動(dòng)機(jī)效率和正常運(yùn)行，壽命縮短常運(yùn)行，壽命縮短加速電容器老化加速電容器老化繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作誤動(dòng)作容易引起局部諧振容易引起局部諧振影響通信系統(tǒng)影響通信系統(tǒng)的正常工作的正常工作增加變壓器和線路損耗增加變壓器和線路損耗1CZC2f電容器對(duì)高次諧波呈現(xiàn)低電容器對(duì)高次諧波呈現(xiàn)低阻抗特性阻抗特性諧波電流會(huì)更多的流過電諧波電流會(huì)更多的流過電容器，使電容器長期工作容器

3、，使電容器長期工作在過載情況，導(dǎo)致電容器在過載情況，導(dǎo)致電容器壽命縮短，甚至燒毀。補(bǔ)壽命縮短，甚至燒毀。補(bǔ)償柜投不上、電容器囂叫。償柜投不上、電容器囂叫。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生脈動(dòng)起動(dòng)和運(yùn)行性能變壞電動(dòng)機(jī)的損耗增加溫升增加，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命減少電動(dòng)機(jī)的出力產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)和噪聲 諧波的集膚效應(yīng)使諧波電阻比基波電阻增加很大，因此諧 波引起的附加損耗也有所增加。 諧波源發(fā)出的諧波有功功率也給接在電網(wǎng)上的其他用電設(shè) 備帶來危害，并增加功率損耗。 磁吹線圈不能正常工作，導(dǎo)致短路器無法斷開以至損壞。 導(dǎo)致中線過載過熱、絕緣損壞，發(fā)生短路，引起火災(zāi)。諧波將導(dǎo)致保護(hù)裝置受到干擾而誤動(dòng)或拒動(dòng)，可靠性降諧波將導(dǎo)致保護(hù)裝

4、置受到干擾而誤動(dòng)或拒動(dòng)，可靠性降 低低。當(dāng)有諧波存在時(shí)，將導(dǎo)致產(chǎn)生測量誤差。當(dāng)有諧波存在時(shí)，將導(dǎo)致產(chǎn)生測量誤差。信息化設(shè)備無法正常工作。信息化設(shè)備無法正常工作。系統(tǒng)系統(tǒng)( (電網(wǎng)電網(wǎng)) )不穩(wěn)定，用電設(shè)備無法正常運(yùn)行。不穩(wěn)定，用電設(shè)備無法正常運(yùn)行。精密、精細(xì)加工工藝流程無法正常生產(chǎn)。精密、精細(xì)加工工藝流程無法正常生產(chǎn)。 導(dǎo)致結(jié)果：設(shè)備發(fā)熱，效率降低，異聲及振動(dòng)，絕緣老導(dǎo)致結(jié)果：設(shè)備發(fā)熱，效率降低，異聲及振動(dòng)，絕緣老化及至擊穿，縮短使用壽命，化及至擊穿，縮短使用壽命，嚴(yán)重時(shí)嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致電氣導(dǎo)致電氣火災(zāi)事故火災(zāi)事故。 設(shè)備設(shè)備產(chǎn)品產(chǎn)品費(fèi)用費(fèi)用支出支出安全安全諧波導(dǎo)致系統(tǒng)諧波導(dǎo)致系統(tǒng)中中電容器電容器的

5、老的老化、化、電抗器電抗器燒燒毀、損壞毀、損壞電動(dòng)電動(dòng)機(jī)機(jī)、危害、危害變壓變壓器器產(chǎn)生過熱、產(chǎn)生過熱、損壞損壞通信設(shè)備通信設(shè)備、加速、加速電纜電纜老老化。化。諧波影響諧波影響生產(chǎn)生產(chǎn)線線的安全穩(wěn)定的安全穩(wěn)定運(yùn)行，導(dǎo)致產(chǎn)運(yùn)行，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，品質(zhì)量下降，例如：造紙、例如：造紙、紡織、等精密紡織、等精密生產(chǎn)行業(yè)等。生產(chǎn)行業(yè)等。諧波增加線路諧波增加線路損耗、導(dǎo)致用損耗、導(dǎo)致用戶用電費(fèi)用增戶用電費(fèi)用增加，設(shè)計(jì)容量加，設(shè)計(jì)容量提高。提高。諧波導(dǎo)致繼電諧波導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的誤保護(hù)裝置的誤動(dòng)作和據(jù)動(dòng)作動(dòng)作和據(jù)動(dòng)作，控制柜無法，控制柜無法正常工作，存正常工作，存在諧振危險(xiǎn)，在諧振危險(xiǎn)，增加電火災(zāi)的增加電火災(zāi)

6、的可能等?？赡艿?。 a 、1993 年國家技術(shù)監(jiān)督局制定頒布了 GB/T14549-1993 電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波標(biāo)準(zhǔn)，作為對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)品電能質(zhì)量的要求，規(guī)定了公用電網(wǎng)諧波電壓（相電壓）限值，作為限制用電戶諧波污染的排放。對(duì)于用電戶，一則要求購置的用電設(shè)備先進(jìn)合理設(shè)計(jì)，產(chǎn)生的諧波電流符合 GB 17625.11998 低壓電氣及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限制值標(biāo)準(zhǔn)。二則對(duì)于不能滿足要求的用電戶，要求安裝電力諧波濾波器。 b 、1995 年國家通過了電力法，并于 1996 年 4 月 1 日起實(shí)施。電力法規(guī)定：“用戶用電不得危害供電、用電安全和擾亂供電、用電秩序”（第三十二條），在電能質(zhì)量治理上必須

7、遵循電力法規(guī)定，“誰污染、誰治理”的原則。對(duì)于新投產(chǎn)的項(xiàng)目，必須根據(jù)用戶用電負(fù)荷性質(zhì)給電能污染造成的程度，加裝消除電能污染的設(shè)備。 c 、1998 年，電力工業(yè)部頒發(fā)了電網(wǎng)電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)定（電綜（ 1998 ） 211 號(hào)文），該文規(guī)定了國家電力公司是負(fù)責(zé)全國電網(wǎng)電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理部門，以各級(jí)電力調(diào)動(dòng)部門為中心，逐步加強(qiáng)對(duì)電能質(zhì)量指標(biāo)的全面運(yùn)行監(jiān)測。 d 、2001 年，國家電力公司下發(fā)了關(guān)于進(jìn)一步提高用戶電壓質(zhì)量管理的指導(dǎo)意見，規(guī)定供電部門應(yīng)對(duì)配電區(qū)的電壓質(zhì)量進(jìn)行 24 小時(shí)輪測，發(fā)現(xiàn)電能污染超過“標(biāo)準(zhǔn)”的用戶應(yīng)采取措施，加裝抑制諧波及功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備，必要時(shí)依據(jù)電力法規(guī)定：“用戶

8、用電不得危害供電、用電安全和擾亂供電、用電秩序”（第三十二條），運(yùn)用法律手段治理電能污染。 1國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波的要求：國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波的要求：1）、諧波電壓限值電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波GB/T14549-93 公用電網(wǎng)諧波電壓（相電壓）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：%奇數(shù)偶數(shù)0.385.04.02.064.03.21.610353.02.41.2661102.01.60.81國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波的要求：國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波的要求：2）、諧波電流允許值注入公用連接點(diǎn)的諧波電流允許值注：諧波電流允許值治理治理諧波諧波無源電力濾波器無源電力濾波器 利用電容器、電抗器和電阻器的適當(dāng)組合而構(gòu)成的濾

9、波裝置。其具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),但只能抑制固定次諧波、其濾波效果受系統(tǒng)阻抗及頻率變化影響、且體積龐大、易與系統(tǒng)發(fā)生諧振。有源電力濾波器有源電力濾波器 其基本原理是產(chǎn)生一個(gè)與負(fù)載諧波電流具有幅值相同而相位相反的補(bǔ)償電流，與負(fù)載諧波電流相抵消以達(dá)到消除諧波的目的。是一種積極的諧波消除方式，濾波器效果較無源濾波器好。1()fnZRj n Ln C0f0fZ-XCXLXL=L=2fLXC=1/C=1/2fCLC容易容易諧振諧振容量固定容量固定參數(shù)易參數(shù)易變化變化效果不好！效果不好！消耗大量消耗大量有色金屬有色金屬 LCLC濾波支路是低阻分流原理，支路電阻與變壓器內(nèi)阻并聯(lián)，反比分流，濾波支路是低

10、阻分流原理，支路電阻與變壓器內(nèi)阻并聯(lián)，反比分流，濾波效果在濾波效果在5050左右，不高左右，不高 LCLC諧波源7次濾波13次濾波LCLC11次濾波5次濾波I5I7I11I13濾波器分組設(shè)計(jì)，占地面積大H5H7H11HP13LC1.濾波電抗器一般做成空芯的比較多，不宜放在柜內(nèi)，2.占地面積大，不宜管理。噪聲也不小。HAERBIN WEIHAN ELECTRIC EQUIPMENT CO, LTD.HAERBIN WEIHAN ELECTRIC EQUIPMENT CO, LTD.諧振點(diǎn)容易變化 1()fnZRj n Ln C諧LC調(diào)諧支路采用濾波電容器，有電容器必定會(huì)發(fā)生電容器容量衰減，造成諧

11、振點(diǎn)偏移，濾波效果大大降低，這就可以解釋為什么無源濾波裝置在使用二、三年后感覺效果不如剛投入使用時(shí)的效果。在衰減嚴(yán)重情況下，LC非但不能濾波反而將諧波放大，與系統(tǒng)發(fā)生諧振，引起重大供電事故。容量固定 濾波裝置的設(shè)計(jì)容量和濾波次數(shù)一定要和實(shí)際負(fù)荷狀態(tài)匹配，如提前設(shè)計(jì)，對(duì)負(fù)荷的諧波狀況可能掌握不那么準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)容量大了，會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)，高次濾波支路投不上；設(shè)計(jì)容量小了，會(huì)出現(xiàn)濾波支路過載，燒毀濾波電容器或電抗器，造成麻煩。高功率因數(shù)場合濾波困難 濾波支路接入的同時(shí)，濾波電容器的基波補(bǔ)償容量也送入系統(tǒng)。某些需要濾波的場合，功率因數(shù)就非常高，例如進(jìn)口變頻器，這類負(fù)載本身的功率因數(shù)高達(dá)0.95以上，滿載時(shí)能達(dá)

12、到0.99以上，但自身沒有采取諧波濾波措施，變頻器工作電流中含有約30諧波電流。在這種情況下濾波裝置的全部投入會(huì)造成系統(tǒng)容性無功過補(bǔ)，這是很危險(xiǎn)也是不允許的，這樣往往需要再安裝電抗器，投入感性無功去抵消過補(bǔ)的容性無功。QPQCQF輕載時(shí)高次濾波支路投不上在輕負(fù)載情況下，系統(tǒng)內(nèi)仍有諧波存在，但11次、13次濾波支路就可能投不上，原因是基波無功過補(bǔ)了。LCLC諧波源7次濾波13次濾波LCLC11次濾波5次濾波I5I7I11I13在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)不宜設(shè)置多處濾波已經(jīng)投產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)濾波容量做小了，或者用戶要擴(kuò)產(chǎn)增容，已經(jīng)投產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)濾波容量做小了，或者用戶要擴(kuò)產(chǎn)增容，增加了非線性負(fù)荷的容量，需要增加濾波器的容量

13、。這時(shí)增加了非線性負(fù)荷的容量，需要增加濾波器的容量。這時(shí)單靠增加并聯(lián)濾波電容器的數(shù)量是解決不了濾波增容問題，單靠增加并聯(lián)濾波電容器的數(shù)量是解決不了濾波增容問題，原因電抗器不匹配了，不推薦同一濾波次數(shù)的多臺(tái)濾波器原因電抗器不匹配了，不推薦同一濾波次數(shù)的多臺(tái)濾波器并聯(lián)使用，整套裝置要推倒重來。并聯(lián)使用，整套裝置要推倒重來。濾波裝置各支路的投、切原則必須遵循：先低后高投入，先高濾波裝置各支路的投、切原則必須遵循：先低后高投入，先高后低切除。不遵循這一原則會(huì)造成電容支路過載，燒斷熔后低切除。不遵循這一原則會(huì)造成電容支路過載，燒斷熔絲，故障保護(hù)等情況出現(xiàn)。絲，故障保護(hù)等情況出現(xiàn)。濾波裝置各支路的投、切必

14、須遵循原則濾波裝置各支路的投、切必須遵循原則LC濾波器的濾波效果會(huì)受到電網(wǎng)頻率波動(dòng)的影響，還與電網(wǎng)濾波器的濾波效果會(huì)受到電網(wǎng)頻率波動(dòng)的影響，還與電網(wǎng)電壓的波動(dòng)有關(guān)，系統(tǒng)中大負(fù)載的啟用會(huì)造成系統(tǒng)電壓跌電壓的波動(dòng)有關(guān)，系統(tǒng)中大負(fù)載的啟用會(huì)造成系統(tǒng)電壓跌落，功率因數(shù)偏低，諧波量達(dá)到高潮的時(shí)候，是最需要電落，功率因數(shù)偏低，諧波量達(dá)到高潮的時(shí)候，是最需要電容器滿負(fù)荷輸出，但恰恰電容器容量輸出是最小的，原因容器滿負(fù)荷輸出，但恰恰電容器容量輸出是最小的，原因是：我們知道電容器輸出容量與電容器兩端的電壓平方成是：我們知道電容器輸出容量與電容器兩端的電壓平方成正比，由于系統(tǒng)電壓的跌落，電容器輸出容量平方關(guān)系下正

15、比，由于系統(tǒng)電壓的跌落，電容器輸出容量平方關(guān)系下降，指望不上。這段時(shí)期的電能質(zhì)量會(huì)非常差。降，指望不上。這段時(shí)期的電能質(zhì)量會(huì)非常差。對(duì)于特殊的諧波、或當(dāng)系統(tǒng)阻抗和頻率變化時(shí)，與電源阻對(duì)于特殊的諧波、或當(dāng)系統(tǒng)阻抗和頻率變化時(shí)，與電源阻抗發(fā)生的并聯(lián)諧振會(huì)導(dǎo)致諧波電流放大，使電路無法正?？拱l(fā)生的并聯(lián)諧振會(huì)導(dǎo)致諧波電流放大，使電路無法正常工作。工作。LC濾波器的濾波效果會(huì)受到電網(wǎng)參數(shù)的影響，濾波器的濾波效果會(huì)受到電網(wǎng)參數(shù)的影響，無諧振無諧振靈活靈活效果效果好好無過載無過載動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)連續(xù)連續(xù)有源電力濾波有源電力濾波器器優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)與諧波源并聯(lián)，為諧波提供通路，起到“疏”作用，具有投切方便、保護(hù)簡單的優(yōu)點(diǎn)。工

16、業(yè)多采用此方案。串聯(lián)于電源與負(fù)載之間，阻止負(fù)載諧波流入系統(tǒng)，起到“堵”作用。但投切、退出和保護(hù)比較復(fù)雜。無源濾波器和有源濾波器的組合結(jié)構(gòu)，減少了有源電力濾波器的體積和成本 輸出控制計(jì)算計(jì)算檢測檢測容量容量接入點(diǎn)接入點(diǎn)電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)根據(jù)需要根據(jù)需要補(bǔ)償負(fù)荷補(bǔ)償負(fù)荷的諧波次的諧波次數(shù)及容量數(shù)及容量確定有源確定有源電力濾波電力濾波器的容量器的容量根據(jù)補(bǔ)償根據(jù)補(bǔ)償效果及就效果及就地補(bǔ)償原地補(bǔ)償原則確定有則確定有源電力濾源電力濾波器接入波器接入點(diǎn)點(diǎn)根據(jù)接入根據(jù)接入點(diǎn)電壓及點(diǎn)電壓及負(fù)荷結(jié)構(gòu)負(fù)荷結(jié)構(gòu)確定有源確定有源電力濾波電力濾波器電壓等器電壓等級(jí)及電路級(jí)及電路工作電壓：380V、520V、660V電源頻

17、率：50/60Hz最大諧波電流：50A、100A、150A、200A、300A可濾除諧波次數(shù)：2次50次諧波濾波效率：90%響應(yīng)時(shí)間：10ms開關(guān)頻率：20KHz 1 50A100A 10008002200 2 120A200A 100010002200 3 220A300A 2（100010002200）注：1、本裝置可以多臺(tái)柜并聯(lián)使用，擴(kuò)大濾波能力。 2、柜體尺寸可根據(jù)用戶需求進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。任選工任選工作模式作模式長時(shí)間安長時(shí)間安全運(yùn)行全運(yùn)行操作操作簡單簡單應(yīng)用應(yīng)用靈活靈活只補(bǔ)諧波、只補(bǔ)無功、諧波無功均補(bǔ)、補(bǔ)償諧波次數(shù)任選只補(bǔ)諧波、只補(bǔ)無功、諧波無功均補(bǔ)、補(bǔ)償諧波次數(shù)任選采用進(jìn)口高品質(zhì)采用

18、進(jìn)口高品質(zhì)IGBT、DSP及具有完善的保護(hù)功能及具有完善的保護(hù)功能采用大屏幕彩色觸摸屏、中文菜采用大屏幕彩色觸摸屏、中文菜單式操作、人機(jī)界面良好、可遠(yuǎn)程通訊單式操作、人機(jī)界面良好、可遠(yuǎn)程通訊可多臺(tái)并聯(lián)及與可多臺(tái)并聯(lián)及與TSC、TSF組合使用組合使用汽車制造汽車制造鋼鐵冶金鋼鐵冶金造紙業(yè)造紙業(yè)電氣化鐵道電氣化鐵道煙草行業(yè)煙草行業(yè)中頻爐負(fù)荷特點(diǎn)：中頻爐是將三相工頻（50Hz）交流電經(jīng)整流電路變?yōu)橹绷麟姡俳?jīng)逆變電路輸出單相的中頻（1000-1500Hz）交流電源供給爐子加熱。v 自然功率因數(shù)很高，一般在0.9以上（甚至更高），向系統(tǒng)吸收的無功小。v 中頻爐是一個(gè)復(fù)雜的非線性電路，輸入側(cè)的電流是非正

19、弦波的，由此產(chǎn)生大量高次諧波注入電網(wǎng)。v 一般1000KW以下的中頻爐通常采用6脈動(dòng)整流;1000KW以上的中頻爐采用12或24脈動(dòng)整流。v 6脈動(dòng)整流的中頻爐產(chǎn)生的諧波主要為：5、7、11、13次等諧波。 v 12脈動(dòng)整流的中頻爐產(chǎn)生的諧波主要為：11、13、23、25次等諧波。中頻爐產(chǎn)生的諧波流入電容器，加大了電容器的熱能損耗，加速電容器老化，造成電容器使用壽命降低。諧波與電容器形成諧振嚴(yán)重放大諧波，瞬間電流高達(dá)數(shù)千安培,造成電容器鼓肚、爆炸，開關(guān)跳閘，帶來廠區(qū)大面積停電、人員傷亡事故。詣波在電網(wǎng)中流動(dòng)，引起的功率損耗都是無效損耗，加大網(wǎng)損。諧波使變壓器損耗加大，變壓器磁密按照基波電流設(shè)計(jì)

20、，大量諧波流過變壓器容易使變壓器磁通飽和，加大損耗。有資料顯示3%的諧波電壓會(huì)產(chǎn)生5%的變壓器損耗。對(duì)自動(dòng)化水平比較高的生產(chǎn)線、電氣設(shè)備造成干擾,諧波導(dǎo)致程序紊亂、保護(hù)總跳閘,無法順利生產(chǎn)。vLC濾波的參數(shù)易變,電容容量逐年衰減,諧振點(diǎn)發(fā)生改變,起不到 濾波效果。 vLC濾波的電容器參數(shù)一旦偏移,產(chǎn)生諧振,燒毀電器設(shè)備。 vLC濾波靠阻抗分流,濾波效果一般在50%左右,不能有效濾波。v LC容量一旦確定,是固定不變的,系統(tǒng)容量擴(kuò)載,LC出現(xiàn)過載。vLC屬于分組式濾波,設(shè)多組濾波通道,在整體效果上各組互相抵消,在未來發(fā)展趨勢中,電力電子濾波取代 LC 已成為必然。vAPF取消了濾波電容、濾波電抗

21、,LC再增容也達(dá)不到APF的濾波效果。情況簡介： 地 點(diǎn)：橋箱有限公司熱壓軸頭設(shè)備電力配套工程 主要負(fù)荷：一臺(tái)200KW中頻爐 解決問題：中頻爐在工作的時(shí)候產(chǎn)生大量諧波，導(dǎo)致同系統(tǒng)內(nèi)其他數(shù)控設(shè)備總出現(xiàn)故障，影響企業(yè)正常生產(chǎn)。 解決方案：為了治理諧波污染問題，在中頻爐旁邊進(jìn)行就地濾波，安裝了一臺(tái)200A的 APF電力有源濾波裝置。APF有源濾波裝置占地面積小，采用一臺(tái)低壓柜體。 其它負(fù)載APF-200中頻爐IfISILAPF投入前ISAPF投入后ISLC濾波器投入后理想效果IS （a）APF投入前系統(tǒng)諧波分析圖 （b）APF投入后系統(tǒng)諧波分析圖 （c）APF投入前系統(tǒng)諧波含量 （d）APF投入后

22、系統(tǒng)諧波含量APF投入前后實(shí)測數(shù)據(jù)投入前后實(shí)測數(shù)據(jù)（a）LC投入前系統(tǒng)諧波分析圖 LC無源濾波器投入前后的實(shí)測數(shù)據(jù)無源濾波器投入前后的實(shí)測數(shù)據(jù)（b）LC投入后系統(tǒng)諧波分析圖APF有源濾波與LC無源濾波效果對(duì)比：內(nèi)容系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)APF投入后效果LC投入后效果諧波電流總畸變率(%)24.84.515.25次電流含有率（%）17.80.910.87次電流含有率（%）10.30.86.411次電流含有率（%）7.70.57.513次電流含有率（%）6.00.45.9各次諧波濾除率（%）- 90約40-50僅對(duì)設(shè)濾波通道的諧波有效果功率因數(shù)0.950.95-0.96經(jīng)常過補(bǔ)變頻器負(fù)荷特點(diǎn)：工業(yè)上常用的變

23、頻器主要有交直交變頻器和交交變頻2種。交直交變頻器先將工頻交流電變?yōu)橹绷麟姡賹⒅绷麟娮優(yōu)榭刂齐姍C(jī)所需的頻率和電壓，這種變頻器大量用在需要各種場合。交交變頻無中間整流環(huán)節(jié)，直接將工頻交流電變?yōu)榭刂齐姍C(jī)所需的頻率和電壓。交直交變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自然功率因數(shù)較高，一般在0.9以上（高的時(shí)候能達(dá)到0.95-0.99）。諧波大（高達(dá)25以上），主要諧波是5、7、11、13次諧波，屬于非線性負(fù)荷。負(fù)荷波動(dòng)大，周期性變化。 交流交流- -交流交流交流交流- -直流直流- -交流交流主要有兩種：1.交直交變頻，高功率因數(shù)（0.9以上）2.交交變頻，功率因數(shù)0.7-0.8APF投入后電源側(cè)電流投入后電源側(cè)電流電電

24、源源變頻器變頻器電機(jī)電機(jī)M負(fù)載側(cè)電流負(fù)載側(cè)電流ISILISAC 50HzAPF輸出電流輸出電流變頻器大量用在各種場合，諸如汽車涂裝線、沖壓線、港口門機(jī)、 橋吊、化工場所、紡織線、煙草卷煙機(jī)、造紙行業(yè)、水處理系統(tǒng)等等。產(chǎn)生諧波污染，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波形畸變，降低了電能質(zhì)量。諧波干擾自動(dòng)化生產(chǎn)線、精密精細(xì)設(shè)備正常工作，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理錯(cuò)誤、程序紊亂，使繼電保護(hù)誤動(dòng)作、拒動(dòng)，造成安全事故。諧波對(duì)自身及電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅，影響設(shè)備正常工作。對(duì)電網(wǎng)沖擊大，影響電壓穩(wěn)定。 某港口16t/35m門機(jī)系統(tǒng)主要負(fù)荷有起升電機(jī)、變幅電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、行走電機(jī)，這些電機(jī)均采用交直交變頻驅(qū)動(dòng)。如下圖所示：MPGMPGM

25、PGMPGMMPGM主變壓器起升電機(jī)1APF-2000.4kV母線旋轉(zhuǎn)電機(jī)變幅電機(jī)起升電機(jī)2行走電機(jī) 為了保證系統(tǒng)投入后安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在1#、2、3港機(jī)上加裝了新型的APF有源濾波裝置，產(chǎn)品型號(hào)：APF-0.4/200A共計(jì)三套。APF運(yùn)行后，調(diào)試人員對(duì)港機(jī)進(jìn)行滿載考核，測量和錄下濾波器投入前后的系統(tǒng)電能情況。 （a）APF投入前系統(tǒng)電壓電流波形 （b）APF投入后系統(tǒng)電壓電流波形 APF投入前后實(shí)測數(shù)據(jù)一投入前后實(shí)測數(shù)據(jù)一 （c）APF投入前系統(tǒng)諧波分析圖 （d）APF投入后系統(tǒng)諧波分析圖 APF投入前后實(shí)測數(shù)據(jù)二投入前后實(shí)測數(shù)據(jù)二內(nèi)容系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)APF投入后效果諧波電流總畸變率（%）28.

26、53.1諧波電壓總畸變率（%）8.935次電流含有率（%）29.31.67次電流含有率（%）13.80.711次電流含有率（%）11.20.613次電流含有率（%）4.80.2各次諧波濾除率（%）-95 -96功率因數(shù)0.970.98 1APF有源濾波效果：有源濾波效果：沖壓線負(fù)荷特點(diǎn)：沖擊電流大（瞬間沖擊電流達(dá)到了數(shù)百安培），給電力系統(tǒng)帶來大量的沖擊性無功功率，造成電壓波動(dòng)，功率因數(shù)低。變化快，沖壓機(jī)工作時(shí)負(fù)荷在短時(shí)間內(nèi)周期波動(dòng)。諧波大，主要是5、7、11、13次諧波，屬于非線性負(fù)荷。沖壓線負(fù)荷工作時(shí)產(chǎn)生的沖擊性無功功率造成電網(wǎng)電壓大幅度波動(dòng)，影響電能質(zhì)量。沖壓線負(fù)荷產(chǎn)生的大量沖擊性無功，造成網(wǎng)損增加加，變壓器輸出能力不夠，系統(tǒng)不能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。產(chǎn)生諧波污染，影響系統(tǒng)電能質(zhì)量。情況簡介：地點(diǎn)：沖壓線4#變電所1600KVA變壓器主要負(fù)荷：沖壓機(jī)床和一些其他用電設(shè)備問題描述：沖壓機(jī)床在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的高次諧波，主要為5、7、9、11等次諧波，造成電網(wǎng)電能質(zhì)量下降，影響其它設(shè)備的正常運(yùn)行和工藝質(zhì)量。最終解決方案：為濾除諧波，改善電能質(zhì)量，變壓器低壓母線安裝了一臺(tái)APF有源濾波裝置。 （a）APF投入前系統(tǒng)諧波分析圖 （b）APF投入后系統(tǒng)諧波分析