1  前言

隨(sui)著(zhe)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)變(bian)流(liu)裝(zhuang)置(zhi)的(de)應(ying)用(yong)日(ri)益(yi)廣(guang)泛(fan)，電(dian)能(neng)得(de)到(dao)了(le)更(geng)加(jia)充(chong)分(fen)的(de)利(li)用(yong)。但(dan)非(fei)線(xian)性(xing)電(dian)力(li)裝(zhuang)置(zhi)設(she)備(bei)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)產(chan)生(sheng)了(le)大(da)量(liang)畸(ji)變(bian)的(de)電(dian)流(liu)諧(xie)波(bo)，畸(ji)變(bian)電(dian)流(liu)在(zai)電(dian)網(wang)中(zhong)的(de)流(liu)動(dong)導(dao)致(zhi)了(le)諧(xie)波(bo)電(dian)壓(ya)；諧波汙染越來越多地威脅到電力係統安全、穩定、經濟運行
，給同一網絡的線性負載和其它用戶帶來了極大影響。諧波已與電磁幹擾、功率因數降低並列為電力係統的三大公害。所以了解諧波產生的原理、研yan究jiu消xiao除chu供gong配pei電dian係xi統tong中zhong的de高gao次ci諧xie波bo問wen題ti對dui改gai善shan供gong電dian質zhi量liang和he確que保bao電dian力li係xi統tong安an全quan經jing濟ji運yun行xing有you著zhe非fei常chang積ji極ji的de意yi義yi。諧xie波bo測ce量liang是shi諧xie波bo問wen題ti中zhong的de一yi個ge重zhong要yao分fen支zhi，對dui抑yi製zhi諧xie波bo、解決諧波產生的問題有著重要的指導作用。因此對諧波的測量和分析是電力係統分析和控製中的一項重要工作
，是繼電保護
、故障測量等工作開展的重要前提。

ANAPF係列有源電力濾波裝置，以並聯方式接入電網，通過實時檢測負載的諧波和無功分量
，采用PWM變流技術，從變流器中產生一個和當前諧波分量和無功分量對應的反向分量並實時注入電力係統，從而實現諧波治理和無功補償。

它具有改善供電質量

、提高功率因素和設備利用率、節約能源降低損耗等多種功能，從而獲得明顯的經濟效益，投資回收年限一般為1～2年。本文以某化工廠為例，就低壓諧波濾波裝置的技術經濟性能作簡單的介紹。

2 用戶用電情況簡況

某化工廠2010年負荷配電變壓器容量5.2MVA，有1.6MVA配電變壓器兩台，2.0MVA配電變壓器一台，配電變壓器高壓側電壓10kV
，低壓側為0.4kV
，產生諧波的設備主要是整流櫃
，整流設備容量為1.344MVA。集中接於1號配變的（1.6MVA）0.4kV側，如簡圖1所示。整流設備產生的主要諧波電流有5次、7次、11次、13次電流
，其實測值見表1。

                       圖1  接於配電變壓器低壓側的負荷

1號配變原來裝有0.4kV側的無功補償電容器近600kvar，運行兩年來已先後損壞更換約60%，由於無功不足
，按力率調整電費每年多交10多萬元（2010年統計）。

為wei消xiao除chu諧xie波bo的de不bu良liang影ying響xiang
，降jiang低di生sheng產chan損sun耗hao，延yan長chang設she備bei壽shou命ming
，提ti高gao生sheng產chan效xiao率lv和he產chan品pin質zhi量liang，同tong時shi也ye為wei滿man足zu無wu功gong補bu償chang的de要yao求qiu，某mou化hua工gong廠chang用yong低di壓ya諧xie波bo濾lv波bo器qi裝zhuang置zhi代dai替ti了le原yuan來lai的de補bu償chang電dian容rong器qi組zu。

3 ANAPF有源電力濾波裝置

3.1 ANAPF有源電力濾波裝置技術參數

3.2 無功補償與電力濾波兼顧

同一般低壓電容補償設備相比，ANAPF有源諧波濾波裝置除具有無功補償作用外，還具有濾波能力，使用戶注入係統的諧波電流大大降低，表2～3是某化工廠在兩組不同用電條件下的實測數據分析。

從表2keyikanchu，zhuangshexiebolvbozhuangzhiqian
，yuanyoudianrongbuchangzhiluhefuhejipeidianbianyaqizhijiangouchengbinglianxiezhenhuilushidianrongjipeidianbianyaqidexiebodianliumingxianfangda，qixiezhendianzai13次附近。

表3反映了投入諧波濾波裝置後使用戶的各項電能指標得到明顯改善
；無供需量減少50%，功率因素從0.734提高到0.917,電壓及電流畸變均減少了一半。

ANAPF有源濾波裝置投入使用後，吸收整流設備產生的大部分高次諧波電流，大大減少對電網汙染。1號變壓器0.4kV側投入諧波濾波裝置後，注入係統的諧波電流值5次從301A降至108A

，7次從132A降至36A
，11次從48A降至24A，13次從36A降至12A；對5、7、11
、13次諧波的吸收效率分別是64%
、72%、50%、66%。

表2 原有電容補償設備對各次諧波電流的影響（0.4kV側）

表3 諧波濾波裝置對電能質量的改善

3.3 ANAPF有源電力濾波裝置主要技術特點

使用方便，易於操作和維護。DSP+FPGA全數字控製方式，具有極快的響應時間；先進的主電路拓撲和控製算法，精度更高
、運行更穩定；模塊化設計，便於生產調試；便利的並聯設計，方便擴容；具有完善的橋臂過流

、保護功能
；

3.4 諧波抑製及治理的容量設計

3.4.1諧波電流估算

xieboshiyoufeixianxingshebeichanshengde，ermeizhongshebeideshijigongzuozhuangtaidoubutong。yincishijixiebodianliuxucaiyongzhuanmenshebeijinxingceliang，kaolvdaoshebeidejishujijingjixing
，shejixiebozhilizhuangzhideedingxiebobuchangdianliuyinglvedayuxitongxiebodianliu。youyuxiebodianliubenshendeceliangyujisuanbijiaofuza
，kuangqiezaishejishiwangwanghennancaijidaozugoudedianqishebeishiyongzhongdexieboshuju，keyigenjuxialiegongshiyiduixiebodianliujinxinggusuan。

其中K1為負荷率：即負荷占變壓器額定容量的比例，通常取0.7-0.8；

K2為諧波係數，根據係統場合不同而不同； 

     ST為變壓器額定容量，單位kVA；

     US為低壓係統電壓，一般取0.4。

3.4.2 諧波補償裝置容量選型

    補償電流選擇原則：根據估算得到諧波電流值。

    如采用無源諧波抑製，可根據無功容量每千乏（kVar）折算成電流後按0.2-0.3的係數折算成諧波抑製電流，如100 kVar消諧式無功補償電流為144A，按係數0.2折算即抑製28.8A的諧波電流。

    如采用有源濾波裝置
，可根據濾波方案選擇框圖中的估算值進行設計選型。

    例：某公司配電變壓器容量為150kVA，變壓器變比為10/0.4kV，K1取值為0.8，K2取值為25%
，試求選用電流等級為多少的有源濾波器即可滿足抑製諧波的需要。

根據電流諧波公式為：

考慮到要有一定有裕量
，選用50A的有源電力濾波器

故選用容量為35kVA的有源濾波器即可滿足抑製諧波的需求。

3.5 ANAPF有源電力濾波裝置價格及主要元件清單

4  濾波補償裝置經濟效能

（1） 功率因素提高：裝置投入後功率因數提高至0.9以上，力率調整費變罰為獎，即過去因無功不足每月需交力率調整費近萬元
，裝設補償濾波裝置後功率因數提高
，每月獎勵力率調整費500多元。

（2） 增容降低損：由於裝設濾波補償後，能進行有效的就地無功補償，1號配變相當於增加310kVA，同時，損耗大大降低，2012年3月至11月

，某化工廠節約電費開支20.5萬元，產品用電單耗由514Kw.h/t，降為475.5 Kw.h/t
，降幅為7.5%。

（3） 提高產品合格率：濾波補償裝置投入後，諧波減少
，電壓穩定，電能質量明顯改善，因而提高產品質量
，一級品率由97.1%提高到98.29&
，2012年增加一級品型材近100t。

（4） 延長設備壽命：濾波補償裝置投入後，負荷電流和諧波電壓、諧波電流的減少使設備的發熱損耗降低，振動減少，整流元件損壞率降低、設備絕緣老化減緩
，故障率下降，因而提高了安全運行水平。設備壽命的延長
，單電容而言，過去該廠損壞約200kvar電容器，濾波補償裝置投運近2年來，裝置本身各元件正常運行無故障。

5  結語

綜合所述

，諧波濾波裝置兼顧了補償和濾波功能，諧波濾波裝置投運後，不僅濾去了5、7、11、13次諧波，各次諧波含量均符合《電能質量・公用電網諧波》允許的諧波電流值的要求。而且還補償了無功
，使功率因數達到了0.9以(yi)上(shang)，杜(du)絕(jue)了(le)電(dian)費(fei)罰(fa)款(kuan)現(xian)象(xiang)。由(you)於(yu)濾(lv)除(chu)了(le)諧(xie)波(bo)
，減(jian)少(shao)了(le)對(dui)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)汙(wu)染(ran)
，保(bao)證(zheng)裝(zhuang)置(zhi)運(yun)行(xing)正(zheng)常(chang)。諧(xie)波(bo)濾(lv)波(bo)裝(zhuang)置(zhi)具(ju)有(you)極(ji)強(qiang)的(de)濾(lv)波(bo)能(neng)力(li)，是(shi)消(xiao)除(chu)諧(xie)波(bo)汙(wu)染(ran)和(he)危(wei)害(hai)的(de)根(gen)本(ben)措(cuo)施(shi)，所(suo)以(yi)應(ying)大(da)力(li)推(tui)廣(guang)使(shi)用(yong)。

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