有源滤波器技术 安科瑞

产品特点

　　1、DSP+FPGA全数字控制方式，具有较快的响应时间，**的主电路拓扑和控制算法，精度较高、运行较稳定;

　　2、一机多能，既可补谐波，又可兼补无功，可对2～31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;

　　8、 拥有自主**技术。
执行标准

　　GB/T14549-1993 《电能质量：公用电网谐波》

　　GB/T15543-2008 《电能质量：三相电压不平衡度》

　　GB/T12325-2008 《电能质量：供电电压偏差》

　　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：电力系统频率偏差》

　　GB17625.1-2012 《电磁兼容 限值 谐波电流**限值》

　　GB/T15576-2008 《低压成套无功功率补偿装置》
ANAPF在数据机房的应用

　　项目背景：

　　常熟智慧城市是一个市民卡信息中心，其中包括大型数据机房，对电能质量要求非常高;为了提高供电可靠度，采用大量的UPS作为设备电源，机房内还包含空调设备、照明设备等。此类电力电子设备皆属于非线性负载，在使用过程中会产生大量谐波并注入系统中，主要以5次、7次为主;如果不进行谐波治理，对电网造成严重的污染，也影响机房中其他敏感设备，比如导致通信数据错误，甚至瘫痪、中断，降低了配电系统的安全性、可靠性。

　　治理方案：

　　根据以往测量经验进行谐波分析与估算，谐波主要由UPS和一些非线性直流电源产生，供电系统由2台800kVA变压器及其一台800kW发电机组成，采用集中治理方案，在每台变压器下加装300A有源电力滤波器，由两台150A并机实现，型号为ANAPF150-380/BGL，来自动跟踪补偿负载产生的谐波电流，保证整个系统安全可靠运行。
APF在建筑行业的应用

　　公共建筑项目:成都成美广场/无锡恒隆广场/南京江宁万达广场

　　项目： 南京江宁万达广场

　　问题描述：

　　LED大屏幕由于使用大量发光二极管等电力电子元器件，致使其产生大量谐波， 变压器与电容器发热严重。

　　治理措施：

　　配电场所的谐波治理采用混合治理方案，即同时采取就地补偿和集中补偿。

　　预期治理效果：

　　治理后THDi从67.8%降至5%以内，滤波效果明显，设备发热大大减轻。提高了系统安全和运行效率 。

应用行业

　　1、建筑行业：写字楼、大型商业广场

　　2、工业领域：工厂、港口、化纤

　　3、医疗药品：医院、急救中心、制药

　　4、其他……

　　炼钢、通信、水处理、交通领域……
　　有源滤波装置在变频器谐波治理中的应用
　　1 概述
　　变频技术在大量的感性负载节能方面有着**的地位，节约的电能有时能达到30%以上，效益十分可观。随着变频器日益广泛的普及和应用，其占电网总负荷的比例也越来越大。其中大部分额定电压为三相380V交直交型变频器。然而，随之带来的电网谐波问题也越来越受到各变频器用户和供电部门的关注。由于变频器的整流部分一般为三相全波不可控整流，直流回路采用大电容作为滤波器。这样，虽然变频器的网侧输入电压波形基本上是正弦波，但输入电流式脉冲式的充电电流，含有丰富的谐波，表现在网侧的有5、7、11、13、17、19次等谐波电流，一般以5、7、11次为主。感型负载在运行中需要消耗大量的无功电流，但谐波会使无功补偿装置不能正常工作，并导致一些现代化的精密控制机床无法运行，因此对使用变频器的系统采取谐波治理是必须的。针对变频器工作特点，上海安科瑞电气股份有限公司设计了ANAPF有源电力滤波补偿装置，不但可以滤除变频装置产生的谐波，同时还对系统进行了无功补偿，满足了广大使用变频器用户的需求。
　　2 ANAPF有源电力滤波装置特点
　　DSP+FPGA全数字控制方式，具有较快的响应时间;**的主电路拓扑和控制算法，精度较高、运行较稳定;一机多能，既可补谐波，又可兼补无功;模块化设计，便于生产调试;便利的并联设计，方便扩容;具有完善的桥臂过流、保护功能;使用方便，易于操作和维护。
　　3 电网的谐波治理与无功功率补偿的意义
　　随着变频器的广泛应用，变频器供电系统的谐波治理与无功功率补偿的意义逐渐被人们所认识。变频器供电电源按傅里叶级数可以分解为基波有功电流，基波无功电流，谐波和间谐波电流。
　　变频器用量较大的车间，用电容器直接进行无功功率补偿虽然可以大幅度降低基波无功电流，但是必然出现谐波放大现象。这时，供电电流和电容器电流中的谐波和间谐波电流大幅度增加，电容器由于**温和过压而损坏，供电变压器温升加大。为避免谐波放大，谐波治理与无功功率必须同时进行。
　　污水处理厂用电设备主要有泵类、搅拌器、鼓风机类等负载。风机、泵类一般都要求变频，而变频器是一个非常大的谐波源，因此给系统带来很严重的谐波污染和谐波干扰，造成系统不能正常工作，经常性的烧坏电气元件。同时系统中也有很多电力电子类元器件，如 UPS、开关电源等，都是谐波发生装置。
　　项目背景：某污水处理厂变电所负载主要由变频器组成，由变频器带动相应的电动机，由于全部都是变频器负载，因此给系统带来很严重的谐波污染和谐波干扰，造成系统不能正常工作，经常性的烧坏电气元件，为了解决问题，必须进行谐波治理。
　　安科瑞电气股份有限公司技术人员经过对现场测试结果研究后，决定采用一台ANAPF100-400/B有源电力滤波柜进行就地补偿。
　　项目效果
　　由上图可以看出，ANAPF100-400/B有源电力滤波柜投入运行后，电网质量得到明显的改善，谐波电流大幅度降低，电网电流谐波基本上被滤除掉，电流波形已经接近正弦波，电流畸变率由65.5%降低为13.4%，5次谐波由61.3A降到4.9A。
　　结论：和许多变频器使用场合一样，泵类、风机等设备的变频机构产生的谐波，对系统变压器、电容补偿装置以及用电设备等造成严重危害。使电机发生机械振动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热，使绝缘老化，寿命缩短以至损坏。从上述数据中可以看出，运行电力滤波器前后，电网电流变化十分明显，达到了消除电流谐波、改善电源电压的目的。使得系统较加清洁和稳定。
　　【参考文献】
　　[1] 上海安科瑞电气股份有限公司产品手册.2013.01.版

治理方式分类与说明

　　电能质量监测与治理系统针对不同的场合可选择不同的治理方案，一般有集中治理、局部治理和就地治理三种技术方案。

　　(一)集中治理

　　本案例是在变电所低压电容柜中设置无功补偿，同时在配电**设置有源电力滤波器，采用集中治理的方式抑制谐波。

　　集中治理适用于单台设备谐波含量小，但数量庞大、布局分散的场合，比如办公大楼(个人电脑、节能灯、变频空调、电梯等)，虽然单台设备的电流小，谐波含量低，但整栋大楼的总电流大，总谐波电流也大。

　　(二)局部治理

　　本案例是在变电所低压电容柜中设置无功补偿，同时在局部谐波源**设置有源电力滤波器，采用局部治理的方式抑制谐波。

　　局部治理适用于谐波源集中在某一条或几条馈出支路的配电系统，比如医院的精密仪器、UPS电源等，虽然单台设备的电流小，谐波含量低，但为防止其他设备产生的谐波对其干扰，采用局部谐波治理。

　　(三)就地治理

　　本案例是在变电所低压电容柜中设置无功补偿，同时在主要谐波源的**设置有源电力滤波器，采用就地治理方式的抑制谐波。

　　就地治理适用于谐波源比较明确且单台设备谐波含量较大的配电系统，比如大型商业区的景观照明、影剧院的可控硅调光设备、工业区的变频器调速设备等，单台设备电流大、谐波含量高、谐波电流大，为防止谐波电流影响其他用电设备，采用就地治理。

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江苏安科瑞电器制造有限公司是安科瑞电气股份有限公司（证券代码：300286 SZ.）的全资子公司，是电动机保护器、导轨电能表、有源滤波柜、工矿用电、远程预付费系统、智能无线测温系统、三相智能电能表、微机保护装置厂家等系列产品的生产基地。公司位于江苏省江阴市，目前现代化生产厂房面积达3万平方米，电子组装生产线均采用无铅生产工艺，生产检测设备自动化程度高，公司采用的信息管理系统，是江苏省两化融合试点企业。公司通过在产品、技术、生产工艺上的技术积累和持续创新，围绕国家产业政策和市场导向，成功实现科技转型，由原来普通数显仪表和电量传感器的生产转到智能网络电力仪表、智能马达保护装置、智能光伏汇流装置、电能质量装置、电气火灾装置、消防电源设备、隔离电源柜、有源滤波装置、光伏汇流箱、光伏并网逆变器等产品的产业化，目前已发展成为一家集研发、生产、销售于一体的江苏省。公司还先后与上海电科所、东南大学、中国矿业大学等科研院所、高校组成产学研联合体，围绕智能电网用户端的电力、电能管理和电气安全开展产品研发，其中与上海电科所合作开发的“1/4抽屉柜智能马达管理单元的研发和产业化”项目被列为*科技特派员项目。公司以用户端智能网络电力仪表及系统集成为主导产业，坚持“为客户设计**”的经营理念，走化、市场化、规模化道路，努力实现“立足中国、放眼世界，争做好的智能配电供应商”的战略目标，为客户提供可靠用电、节约用电、安全用电的完整解决方案，在智能电网用户端、新能源、物联网等领域不断探索开发新产品。