【产品知识】配套配电系统中的有源滤波器

1 背景

近年来，随着现代化的进程的不断深入，以及国家对于节能减排的倡导，建筑行业大量地采用整流及变频设备，整流及变频器的使用在节能上起到了很好的作用，然而这些非线性负荷的大量使用，并且功率越来越大，导致了供配电电能质量的严重降低。这些非线性设备所产生的大量的多次谐波，与供配电网络中的系统容抗和系统阻抗在一定的参数条件下，会形成串联或联谐振，从而会导致系统中的设备损坏。谐波对于整个供配电系统的危害已经引起了人们的广泛重视，抑制谐波，提高供配电系统的电能质量已经刻不容缓。

2 谐波的产生

谐波通常是由非线性供电设备所产生的，如变压器、整流器、变频装置等，这些设备在吸收基本功率的同时，也产生谐波电流及谐波功率。

3 谐波的危害

目前由于产生谐波的设备量大面广，谐波使建筑楼宇的供配电系统面临着严重的干扰与破化，谐波的危害主要有如下几点:

3.1电力变压器

铁芯磁感应环流增加，电流谐波将增加铜损，电压谐波将增加铁损，综合效应是使变压器温度上升，功耗增加；加速绝缘老化，造成容量裕度减小，影响设备寿命；谐波还可能引起变压器绕组及线间电容之间的共振，及引起铁芯磁通饱和或歪斜，严重时可造成变压器灯的烧毁。

3.2电力电缆

由于谐波频率较高，集肤效应和邻近效应就越大，发热损耗增加，加速绝缘老化，影响寿命。况且，3次谐波会在中性线叠加，以3倍于相线的电流通过中性线，使中性线电流大大超过其安全电流值造成过负荷，这种状态下就有可能造成导线过热引起线路周围可燃装修材料起火或中性线熔断，造成各相电压不平衡，烧坏线路中接入的电器设备进而引发火灾。

3.3电动机

对于经常启动的电动机，大的会引起电动机发热，导致电动机的额外温升；另外，当电动机中的谐波电流，与某零件的固有频率接近时，还会使电动机产生机械振动，发出很大的噪声。

3.4电力电容器组

用电系统中为了提高功率因数一般都加电力电容器组，而谐波会加速电容器的老化使电容器的损耗系数*大，附加损耗增加，从而容易放生故障和缩短电容器的寿命。当电容器与线路阻抗达到共振条件时，会放大谐波电流，使电容器及熔断器因过热、过电流、过电压等而不能正常运行甚至烧毁。

3.5开关和继电设备

谐波电流会引起开关之额外损失，并提高温升使承载基波电流能力降低，湛升的提高对某些绝缘组件而言会降低其使用寿命。谐波电流还会使继电保护设备产生额外的转矩，改变电器的动作特性，以致引起误动作，低压断路器之固态跳脱装置，系根据电流峰值来动作，而此种型式之跳脱装置会因馈线供电给非线性负载而导致不正常跳闸。

3.6计量仪表、照明、通信等设备

电能测量仪表因谐波会造成感应转盘产生额外的电磁转矩，引起误差降低精*度；谐波电流会引起照明闪烁，使人易视觉疲劳，降低工作效率，对于通信等设备会通过电磁感应、静电感应与传到等方式耦合到系统中，从而对设备产生干扰而影响其正常的工作或减少使用寿命。

4 抑制谐波的措施

1）增加变流装置的整流相数

2）设置无源滤波器

3）设置有源滤波器

5 有源滤波器

ANAPF系列有源电力滤波器通过电流互感器采集系统谐波电流，经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量，产生谐波电流指令，通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流，并注入电力系统中，从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。

产品特点

(1)DSP+FPGA控制方式，响应时间短，全数字控制算法，运行稳定；

(2)一机多能，既可补谐波，又可兼补无功，可对2～51次谐波进行全补偿或特定次谐波进行补偿；

(3)具有完善的桥臂过流保护、直流过压保护、装置过温保护功能；

(4)模块化设计，体积小，安装便利，方便扩容；

(5)采用7英寸大屏幕彩色触摸屏以实现参数设置和控制，使用方便，易于操作和维护；

(6)输出端加装滤波装置，降低高频纹波对电力系统的影响；

(7)多机并联，达到较高的电流输出等级。

型号说明

型号对比

应用组网

作者介绍

未晓妃，安科瑞电气股份有限公司，178 2117 0311,主要研究方向为微电网能效管理和环保安全用电。