APF有源电力滤波装置

APF有源电力滤波装置上海安科瑞电气股份有限公司上海嘉定马东工业园区育绿路253/p>

基本概念和术语12APF有源滤波器的原理和技术组成3产品选型和典型电气图〔详细的请参考图册〕4型式试验报告5谐波的标准和规范电能质量概念和术语基本概念与术语瞬态：半个周波（10ms)以内暂态：从10ms到1min稳态：1min以上瞬变----瞬态概念骤升，骤降----暂态概念过电压，低电压，电压中断----稳态概念电压波动闪变谐波完美的电能质量电容补偿稳态功率因数无源滤波PPF静态补偿静态无功发生器SVG动态无功补偿有源滤波APF动态谐波补偿无功补偿和电力滤波的发展谐波国家标准[GB/T14549]公用电网谐波电压（电压）民用建筑电气设计规范【JGJ-T16-2008】1省级及以上政府机关、银行总行、分行及同等金融机构的办公大楼、省级及以上医院医技楼、大型计算机中心建筑物，应在办公设施、医疗设备、计算机网络电源等电力干线上设置有源滤波装置。当建筑物中所用电气与电子设备不符合规定时，应对供配电系统进行谐波治理，并应符合下列规定：2其他重要的公共建筑物，宜在其办公设施、计算机网络电源等电力干线上设置有源滤波装置或无源滤波装置。3谐波源较多的商业办公建筑，宜在办公设施、计算机网络电源等电力干线上设置有源滤波装置或无源滤波装置。4一般建筑物应在大功率谐波干扰源所在馈线上设置有源滤波装置或无源滤波装置，或在其输入端设置隔离变压器，且中性线截面积应为相线截面的两倍。当线路中有四极开关时，须考虑中性线的最大接线截面。5无调光装置的照明干线可设置无源三次谐波滤波装置。6谐波源较多的建筑物中，功率因数补偿电容器应串接电抗器，以避免发生电网谐振，除非经计算证实不会出现谐振现象。7当配电系统中设有适当的有源滤波装置时，相应回路的中性线截面不必增大。8当配电系统中设有适当的有源滤波装置时，相应回路的中性线宜与相线等截面。9为X光机、CT机、核磁共振机等设备供电的变压器及馈线，应尽可能降低其电源阻抗。10谐波源较多的建筑物供配电系统中，应选用D，yn11结线的配电变压器。11对于谐波干扰特别严重的建筑物，供配电系统中涉及主要谐波源设备的配电变压器宜选用K额定值变压器，其K值应根据治理后的谐波水平来确定，且绕组结线型式为D，yn11。。12由晶体管控制的负荷或设备宜采用对称控制。全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇谐波的预防和治理:当建筑物中所用的主要电气和电子设备不符合规定时，应对此类设备或其所在线路进行谐波治理，且应符合下列要求：1.区级或以上医院重要手术室和重症监护室、计量检测中心、大型计算机中心、金融结算中心等对谐波敏感的重要设备较多的建筑物内，应在相关配电系统主干线上靠近骚扰源处设置有源滤波装置。2.大型办公建筑物中，宜在动力配电系统主干线上靠近骚扰源处设置有源滤波装置；当采用无源滤波装置时，应注意避免发生电网局部谐振。3.中、小型办公建筑中，宜在动力配电系统主干线上靠近骚扰源处设无源滤波装置并应注意避免发生电网局部谐振。APF的基本原理如上图，APF会实时检测负载侧电流中的谐波、无功分量，根据检测结果实时发出负载所需的谐波和无功电流，从而实现电网侧电流为纯粹的基波电流。谐波分量基波分量谐波治理消除电网侧谐波污染不平衡补偿平衡三相电网负载降低N线电流APF的功能APF带来的益处APF的好处无功补偿提高电网侧功率因数2.提高系统功率因数，减少无功发款，带来经济效益；3.改善三相系统负载电流的平衡，降低N线电流，提高系统稳定性。1.改善系统用电环境，提高用电质量；APF连接方式有源滤波的系统连接方式技术优势采用DSP＋FPGA全数字控制方式和大功率IGBT驱动控制；拓朴结构比较流行的闭环谐振控制算法，针对性强，控制精度高；软件算法完全自主研发，深刻理解产品部件，技术和产品持续升级产品升级采用柜内模块化设计，便于不同的合作方式；结构APF技术优势采用7英寸大屏幕彩色触摸屏，便于手动操作和运行信息监控；显示和操作可实现多种谐波同时补偿，也可对指定次进行滤除，可与无源滤波器配合使用；功能诸如IGBT、风扇、直流支撑电容、散热器等关键部件采用进口元件确保产品质量；电抗器、层叠母排、采用台资或者国内著名厂商的产品，断路器和接触器采用施耐德或者常开等品牌产品；诸如壳体之类的一般元件由公司长期供应商供货。一般元件公司长期供应商重要部件行业著名厂商APF柜供应商组成关键元件进口产品命名和型号容量/电流行业里大多采用电流标称，如50A等接线方式三相三线/三相四线ANAPF50-400/AANAPF50-400/B行业类型负载的典型数据由此可以决定补偿内容：谐波/无功/不平衡其它特殊要求选型关键点【重点关注】选型时的几个关键点：2.确定接线方式，主要是考虑是否需要N线的补偿；3.所需补偿电流的估算。1.确定需要补偿的行业类型，由此可查询图册上的典型行业数据，对该环境谐波情况进行估算；补偿电流的估算所需补偿电流估算的本质就是要计算出负载运行时的实际谐波电流是多少负载谐波电流畸变率（THDi）由电能质量分析仪测量得到；补偿电流的估算举例

上海某工厂变压器容量为150KVA，由于节能需要，安装有大量的节能灯，另外还有变频空调、电梯等负载，产生了大量的电流谐波，导致变压器容量不足，夏季、冬季经常出现跳闸、烧保险丝的情况，严重影响公司运营。根据实地测量的数据发现，电流谐波主要是由于一次回路后段照明配出回路和变频空调等动力回路产生，采用就地补偿的方式对其电流谐波进行治理。补偿电流的估算举例由上图可以看出，当前时刻负载相电流最大为64A[测量时刻是早上，很多灯没有开，下午补充测量时发现，最大电流达到将近100A]，总电流谐波畸变率为35%左右，N线电流有37A，而且负载电流谐波成份中有明显的3次谐波[含量分别为14.2%，24.1%，21.3%]，三相电流不平衡很明显。得到信息：负载类型为楼宇节能灯空调负载，典型谐波畸变率为30%左右，三相负载明显不平衡，需要用三相四线制APF补偿；补偿电流的估算举例所需补偿电流估算：谐波电流=负荷电流×负载谐波电流畸变率测量到最大相电流将近100A，总电流谐波畸变率为35%左右，实际负载谐波电流＝100*35%＝35A考虑一定的余量[取1.2倍]：APF柜补偿电流＝35*1.2＝42A；可选用补偿电流为40A—50A的有源滤波器即可满足抑制谐波的需要，如果补偿之后还有一些余量，可以考虑再补偿一些无功或者三相电流的不平衡。最终选用型号：

ANAPF50－400/B其中：

50表示柜子出线电流值，50A；

400表示电压等级为400V； B表示为三相四线值的APF；补偿电流的估算举例按照上述计算进行选型设备并安装调试后，现场运行情况大大改善，以下是APF投入运行之后的该分支抽屉配出回路的电流情况，比较明显的是相电流最大值从64A降低到47A，而且三相基本平衡，电流谐波畸变率从30%降低到3.4%，满足GB/T14549，尤其是N线电流从之前的37A降到5A，实现了N线基本无电流；同时系统功率因数也从之前的0.87升到了0.99[这个可以从电力公司的电费单上可以看出]，带来了一定的经济效益。典型方案电气图变电所谐波抑制方案医疗场所谐波治理方案公共建筑谐波治理方案低压配电系统谐波治理方案典型方案电气图变电所谐波抑制方案医疗场所谐波治理方案公