【正文】 采用電力濾波裝置就近吸收諧波源所產(chǎn)生的諧波電流，是抑制諧波污染的有效措施。通常采用由電力電容器、電抗器和電阻器適當組合而成的無源濾波裝置進行濾波。其工作原理如下圖所示： 圖 無源濾波器工作原理圖 無源濾波器由電容電抗和電阻組成， 根據(jù)電容電阻固有的阻抗特性， 對某一特定頻率的諧波呈低阻抗， 為負載諧波電流提供較低的阻抗通道， 與電網(wǎng)阻抗形成分流的關(guān)系，使大部分該頻率的諧波流入濾波器， 而不流入電網(wǎng)。 無 源濾波器具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠及維護方便等優(yōu)點，因此無源濾波器仍然是目前廣泛采用的抑制諧波及無功補償?shù)氖侄?。不過，由于無源濾波器是通過在系統(tǒng)中為諧波提供一條并聯(lián)的低阻通路，以起到濾波作用，其濾波特性由系統(tǒng)和濾波器的阻抗比所決定，因而存在以下缺點 : 1）濾波器一旦制成，性能參數(shù)難以變動，濾波特性受系統(tǒng)參數(shù)的影響較大。當系統(tǒng)參數(shù)改變，則濾波裝置有可能失效甚至會引起諧振。因此當電網(wǎng)諧波阻抗降低時，濾波效果將隨之降低；當電網(wǎng)參數(shù)不變而諧波電流增加時，可能使濾波器過載。另一方面即使電網(wǎng)參數(shù)和諧波電流都 不變，但由于溫度變化，濾波器部件老化和其它因素都會影響濾波器性能而降低效率。此外濾波器的電抗電容值通常也會有容差即偏離其標準值177。 10%而增加了失諧度，也會降低濾波效率； 2）只能消除特定的幾次諧波，而對某些次諧波會產(chǎn)生放大作用。當電網(wǎng)短路容量大(即電源阻抗小 )時，則要求濾波器阻抗還要更小，即要求濾波器是精確調(diào)諧 (銳調(diào)諧 )，但由于部件性能的容差和變動使濾波器的設(shè)計有很大的困難； 3）諧波電流增大時，濾波器負擔隨之加重，可能造成濾波器過載； 4）有效材料消耗多，體積大。 無源電力濾波器組成簡單，成本也較低。但由 于無源電力濾波器容受系統(tǒng)阻抗影響，很難達到預(yù)期要求。而且由于無源元件本身的特性，會與電網(wǎng)阻抗一起作用引起諧振，諧振將引起某次諧波放大數(shù)倍，這對于供電系統(tǒng)來說是非常危險的。電蘭州吉利汽車工業(yè)有限公司 電能質(zhì)量問題分析及治理方案 8 網(wǎng)阻抗一般較為穩(wěn)定，但難免會波動，這樣不但會影響濾波效果，而且可能引起諧振。另一方面，由于濾波支路表現(xiàn)出電容特性 (對于濾波支路，容抗遠遠大于感抗 )，所以在電壓作用下，會產(chǎn)生超前的無功電流，這樣就存在一個問題，在使用無源電力濾波器同時還會進行無功補償，如果系統(tǒng)原有的無功含量不大 (小于電容可以提供的無功 )，那么就會出現(xiàn)無功功率過補，功率因數(shù)可 能因此下降，而且會提升電網(wǎng)電壓，這對某些設(shè)備也是不安全的。 ? 有源濾波器 由于無源濾波器具有以上缺點，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人們將濾波研究方向逐步轉(zhuǎn)向有源濾波器。與無源濾波器相比，有源電力濾波器具有高度可控性和快速響應(yīng)性，不僅能補償各次諧波，還可抑制閃變、補償無功，有一機多能的特點，其具體特點如下： ? 濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險； ? 具有自適應(yīng)功能，可自動跟蹤補償變化著的諧波。 ? 盡管有源電力濾波器有著無源濾波器所不具備的巨大技術(shù)優(yōu)勢，但目前要想在電力系統(tǒng)中完全取代無源濾波器還 不太現(xiàn)實。這是因為與無源濾波器相比較，有源電力濾波器的成本較高，這一點是限制其推廣使用的關(guān)鍵。 有源電力濾波器由分為兩種：并聯(lián)型有源電力濾波器及串聯(lián)型電力濾波器，并聯(lián)型電力濾波器主要解決諧波電流問題；串聯(lián)型電力濾波器主要解決諧波電壓問題。它們的原理基本相同，并聯(lián)型有源濾波器檢測負載電流，通過相應(yīng)算法計算出其諧波電流，然后發(fā)出與負載諧波電流大小相等、方向相反的電流，與負載諧波電流相互抵消，以達到減小電網(wǎng)側(cè)諧波電流的目的，其 工作原理如下圖所示： A P FiSiLiC 負 載( 諧 波 源 )交 流 電 網(wǎng) 圖 有源濾波器工作原理圖 通過 檢測被補償對象的電流瞬時值，經(jīng)指令電流運算電路得出諧波補償電流的指令信號，控制變流器產(chǎn)生所需要的補償電流。補償電流與負載電流中要補償?shù)闹C波成份及無功電流相抵消，最終獲得期望的電源電流。其補償諧波的等效電路圖如蘭州吉利汽車工業(yè)有限公司 電能質(zhì)量問題分析及治理方案 9 下所示： 圖 有源濾波器補償諧波電流等效電路 從圖中可以得到，電網(wǎng)側(cè)的諧波電流可以寫為： sh Lh chI I I?? 只要控制有源電力濾波器的輸出電流 chI ，使其滿足 ch LhII? ，即可使電網(wǎng)側(cè)的諧波電流 sh 0I ? 。 5 治理技術(shù)方案 方案目標 ? 總諧波電流大幅度降低，在不超出濾波器容量情況下諧波濾除率大于 85%。 ? 系統(tǒng)電流諧波含量和電壓諧波總畸變率達到國標要求。 諧波治理裝置 的選型 焊接 BS2 諧波電流值為： 170 15% 25. 5T H D r m s iI I T H D A? ? ? ? ? THDI …………… 諧波電流含量 rmsI ………………… 電流有效值 iTHD ………………… 諧波電流畸變率 蘭州吉利汽車工業(yè)有限公司 電能質(zhì)量問題分析及治理方案 10 為了保證在負荷波動范圍內(nèi)能夠良好的濾除諧波，并考慮到 測試時候變壓器下負載率較低， 需留有足夠的裕量，建議在變壓器低壓負載側(cè)進線處安裝 1 臺 100A 三相三線有源電力濾波器 (APF)，型號為 SPA3100A/。 焊接 BS3 諧波電流值為： 100 0 40% 400T H D r m s iI I T H D A? ? ? ? ? THDI …………… 諧波電流含量 rmsI ………………… 電流有效值 iTHD ………………… 諧波電流畸變率 為了保證在負荷波動范圍內(nèi)能夠良好的濾除諧波，并考慮到 測試時候變壓器下負載率較低， 需留有足夠的裕量，建議在變壓器低壓負載側(cè)進線處安裝 2 臺 200A 三相三線有源電力濾波器 (APF)，型號為 SPA3200A/。 焊接 BS4 諧波電流值為： 100 0 40% 400T H D r m s iI I T H D A? ? ? ? ? THDI …………… 諧波電流含量 rmsI ………………… 電流有效值 iTHD ………………… 諧波電流畸變率 為了保證在負荷波動范圍內(nèi)能夠良好的濾除諧波，并考慮到 測試時候變壓器下負載率較低， 需留有足夠的裕量，建議在變壓器低壓負載側(cè)進線處安裝 2 臺 200A 三相三線有源電力濾波器 (APF)，型號為 SPA3200A/。 安裝方式 有源電電力濾波器并聯(lián)安裝于配電網(wǎng)絡(luò)中，通過電流互感器實時監(jiān)測負載諧波電流變化。安裝方式簡單，工作量小。 蘭州吉利汽車工業(yè)有限公司 電能質(zhì)量問題分析及治理方案 11 電電電電 電 電電電電電 電電 電電 電電 電電 電 電電電電電 電電 電電 電電電 電電 電電 電電 電C T 圖 6 技術(shù)方案的設(shè)備清單 序號 設(shè)備名稱 設(shè)備型號及數(shù)量 BS2 有 源電力濾波器 SPA3100A/ 1 臺 BS3 有源電力濾波器 SPA3200A/ 2 臺 BS4 有源電力濾波器 SPA3200A/ 2 臺 7 設(shè)備技術(shù)參數(shù) ? 電網(wǎng)規(guī)格： AC 380V177。15% ? 頻率 ： 50 Hz177。1% ? CT 要求 ： Class 或以上精度 ， CT 二次側(cè)電流為 5A。 ? 接線方式： 三相 四線制 ? 可濾除諧波次數(shù)： 三相四線 2～ 50 次諧波 。 ? 各相最大補償諧波電流能力為 ： 額定容量輸出。 蘭州吉利汽車工業(yè)有限公司 電能質(zhì)量問題分析及治理方案 12 ? 進線形式： 下 進線 /上進線 。 ? 諧波抑制特性： 裝置補償能力范圍內(nèi)，諧波補償率大于 85%；超出裝置補償能力范圍時，按最大能力進行補償。 ? 全響應(yīng)時間： ≤20 ms （濾波 10%～ 90%） 。 ? 功率損耗： ≤ 3%額定容量 。 ? 面板顯示功能： a) LCD顯示： 電網(wǎng)功率、功率因數(shù)、各相電壓電流值、電流總畸變率、頻譜圖、電流波形顯示，負載總電流值、濾波器輸出總電流值 ； b) 信號燈顯示：電網(wǎng)運行、補償裝置投入、故障指示 ； ? 面板操作功能， 可設(shè)定按照以下三種模式工作： a) 全補償 2～ 25次諧波工作方式，不補償無功； b) 諧波全補償和無功補償同時工作，設(shè)備優(yōu)先補償諧波，剩余容量用于補償無功； c) 3次～ 25次諧波補償可選； ? 保護： 交流電源 欠壓、交流電源錯相、交流電源缺相、直流側(cè)過壓、 IGBT 過流、溫度過熱 。 ? 噪聲： 65dB。 ? 冷卻方式：強制風冷 。 ? 工作條件：室內(nèi) ； 溫度： 10℃ ～ +50 ℃ ； 濕度： 90%（ 25℃ ） ； ? 柜體 尺寸： 800mm?2200mm?800mm（寬 高 深） ； ? 防護等級： IP20。 ? 當有源 電力 濾波器因故障退出運行時，不應(yīng)影響其它設(shè)備的運行 ； 任何一種運行方式不應(yīng)引起電力系統(tǒng)的諧振 。 ? 安裝要 求：設(shè)備柜體按用戶方的要求安裝 ；濾波器前后門板距障礙物距離≥700mm。 蘭州吉利汽車工業(yè)有限公司 電能質(zhì)量問題分析及治理方案 13 8 售后服務(wù)保證 西安賽博電氣 公司坐落于西安市長安科技產(chǎn)業(yè)園，擁有一支強大的售后服務(wù)隊伍。設(shè)立 接線員 24 小時 專門負責接聽本項目的電話，解決用戶所提出的問題（如用戶報修、疑難解答、投訴等），安排技術(shù)員上門保養(yǎng)及維修 。 公司擁有 210 多 名專業(yè)的技術(shù)員，可以為用戶提供良好的技術(shù)服務(wù)和配件供應(yīng)，保證所提供設(shè)備的正常運行； 西安賽博電氣 公司對本次招標供貨有效期內(nèi)所提供的所有產(chǎn)品提供立體式保障體系： a) 每月按時上門對設(shè)備進行專業(yè)的保養(yǎng)及維護 ； b) 當設(shè)備出現(xiàn)故障時， 西安賽博電氣 公司將派專業(yè)技術(shù)員在規(guī)定時間內(nèi)上門維修； c) 當用戶需要耗材時， 西安賽博電氣公司 將在維修響應(yīng)時間內(nèi)，派專門的送貨人員送貨上門，以保證機器的正常運行； d) 客戶服務(wù)中心的客戶專員會定期對用戶進行回訪，了解客戶寶貴建議及意見，解決客戶的實際問題，最大程度地滿足用戶的需求。 售后服務(wù)體系、維修響應(yīng)程序： ① 接到用戶報修 ； ② 在規(guī)定的時間內(nèi)派維修員到實地進行維修 ； ③ 每日分析維修報告，錄入檔案 ； ④ 提供由技術(shù)員周期性分析客戶設(shè)備運轉(zhuǎn)情況 ； ⑤ 保養(yǎng)維護防止故障頻繁發(fā)生。 9 公司概況 西安賽博電氣有限責任公司成立于 1996 年，是西安交通大學電力電子及新能源技術(shù)研究中心和西安愛科電子有限責任公司聯(lián)合創(chuàng)辦的高新技術(shù)企業(yè)，專業(yè)從事以蘭州