【摘要】本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)了(le)並(bing)聯(lian)有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)裝(zhuang)置(zhi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)和(he)在(zai)廠(chang)礦(kuang)企(qi)業(ye)配(pei)電(dian)網(wang)中(zhong)應(ying)用(yong)，就(jiu)諧(xie)波(bo)治(zhi)理(li)中(zhong)的(de)無(wu)源(yuan)及(ji)有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)了(le)對(dui)比(bi)，結(jie)合(he)實(shi)踐(jian)證(zheng)明(ming)並(bing)聯(lian)有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)裝(zhuang)置(zhi)是(shi)治(zhi)理(li)諧(xie)波(bo)汙(wu)染(ran)的(de)有(you)效(xiao)設(she)備(bei)
，今(jin)後(hou)將(jiang)具(ju)有(you)廣(guang)闊(kuo)的(de)運(yun)用(yong)前(qian)景(jing)。

【引言】

        近年來，許多廠礦企業大量使用可控矽整流和換流設備
、電弧爐、中頻爐等諧波幹擾源負荷設備，這些設備在吸收大量無功功率
、jiangdiyonghudegonglvyinshudetongshi，yeshixiebowentiriquyanzhong。genjudianligongyediannengzhiliangfangmiandebiaozhunjiguanliguiding，gedigongdianbumenchutailexiangyingdexieboxianzhizhunzejicuoshi
，bingduixiebowuranyanzhongdeqishiyedanweijinxingkaohehezhili。yinci
，lvchuxiebo、提高功率因數
、延長設備壽命是這類企業節能降耗、提高生產效益和產品質量的當務之急。
        傳chuan統tong的de諧xie波bo抑yi製zhi和he無wu功gong補bu償chang方fang法fa是shi采cai用yong由you電dian感gan和he電dian容rong構gou成cheng的de無wu源yuan濾lv波bo裝zhuang置zhi，該gai裝zhuang置zhi與yu需xu補bu償chang的de非fei線xian性xing負fu載zai並bing聯lian，在zai為wei諧xie波bo提ti供gong低di阻zu通tong路lu的de同tong時shi，也ye為wei負fu載zai提ti供gong了le所suo需xu的de無wu功gong功gong率lv。雖sui然ran無wu源yuan濾lv波bo裝zhuang置zhi具ju有you簡jian單dan
、方便的優點，但它也存在許多缺點。
        有源電力濾波（active power filter，APF）zhuangzhibujinkejianxiaozhandimianji，erqiekeyouxiaojiejuewuyuanlvbozhuangzhicunzaidewenti。youyuanlvboyuwuyuanlvbocunzaizhebenzhiqubie
，tashigenjudongtaibuchangxiebodeyuanli，yingyongxiandaidianlidianziqijianhejisuanjijishu
，kuaisugenzongxiebochanshengdexiebodaxiaohetexing，youzhuangzhifachuxiangyingpinlvdefanxiangdianliu
，congerdadaotongshilvchuduozhongchengfenxiebodemude。tayibanyoudianzidianlibianliuqigoucheng，juyoubandaotigonglvbianliuqidegaokekongxinghekuaisuxiangyingxing。
1、ANAPF低壓有源濾波器在工廠中的應用案例
1.1項目簡介
        秦皇島某電子有限公司配電係統中接有5套整流變壓器，主要給10個熔化中頻電爐供電。該類設備采用12脈(mai)波(bo)晶(jing)閘(zha)管(guan)整(zheng)流(liu)方(fang)式(shi)，在(zai)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)嚴(yan)重(zhong)的(de)非(fei)正(zheng)弦(xian)畸(ji)變(bian)和(he)大(da)量(liang)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)，對(dui)自(zi)身(shen)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)和(he)公(gong)共(gong)電(dian)網(wang)造(zao)成(cheng)嚴(yan)重(zhong)幹(gan)擾(rao)。同(tong)時(shi)

，由(you)於(yu)該(gai)非(fei)線(xian)性(xing)負(fu)載(zai)為(wei)感(gan)性(xing)的(de)，使(shi)自(zi)身(shen)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)惡(e)化(hua)，10kV進線側11次和13次ci諧xie波bo電dian流liu超chao出chu國guo家jia標biao準zhun要yao求qiu，進jin而er大da大da影ying響xiang了le配pei電dian係xi統tong和he公gong共gong電dian網wang的de電dian能neng質zhi量liang。如ru果guo不bu進jin行xing諧xie波bo治zhi理li
，不bu僅jin對dui該gai公gong司si自zi身shen配pei電dian係xi統tong造zao成cheng危wei害hai，而er且qie會hui危wei及ji公gong共gong電dian網wang安an全quan。 
1.2 ANAPF濾波裝置原理
        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。
        原理如下圖：

1.3方案設計
        10kV高壓係統分4段和5段母線
，每段母線的有源電力濾波器容量為450A
，使用型號為ANAPF100-400/B的濾波器3台並聯，通過0.4kV/10kV的諧波變壓器將諧波送至10kV側與負載諧波疊加
，達到與電網諧波抵消的作用。

濾波器投運後係統圖

1.4治理前後諧波電流頻譜對比圖：

    
11次諧波補償前電流頻譜圖            11次諧波補償後電流頻譜圖

    
13波補償前電流頻譜圖              13波補償後電流頻譜圖
1.5治理效果
        在10kV母線4段和5段使用兩套有源電力濾波器裝置進行治理後，係統諧波得到了很好的抑製
，完全將11次、13次ci諧xie波bo限xian製zhi在zai國guo家jia標biao準zhun的de範fan圍wei內nei，提ti升sheng供gong電dian係xi統tong的de供gong電dian可ke靠kao性xing，消xiao除chu了le係xi統tong諧xie波bo對dui電dian網wang係xi統tong影ying響xiang的de隱yin患huan
，收shou到dao了le良liang好hao效xiao果guo，達da到dao改gai善shan電dian網wang電dian能neng質zhi量liang的de目mu的de。
2、ANAPF有源濾波器簡介
2.1技術參數

    
        說明：
        1、可以通過實測數據確定補償電流，或通過電力係統詳細信息（單線圖

、變壓器、負荷情況等）計算出補償電流；
        2、三線係統需配置2個或3個CT（用於A相和C相），四線係統需要配置3個CT（用於A相、B相和C相）。
2.2 ANAPF有源濾波器報價及元件清單

     
3、並聯型ANAPF應用優勢
        1）濾除諧波
        ANAPF濾波範圍廣
、濾波效率高，濾除率可達92%以上：無源濾波設備是利用補償容量，針對固定次諧波設置LC濾波支路，而對它次諧波濾除效果較差
；針對該係統工況諧波成分非常複雜
，而係統功率因數已較高。基波補償容量太小
，根本無法設置特定的LC濾波支路來保證各次濾除率達到要求。尤其是係統2次諧波含量較大
，而根據LC濾波支路的原理，2次諧波阻抗和基波幾乎相同，濾除率極低。
        2）防止諧波放大，抑製諧振功能
        ANAPF無儲能原件
，不受係統參數與設計參數發生變化是的影響，不會與係統發生諧振；無源濾波設備
，設置高次濾波支路將會對低次諧波放大
，而係統2~13次諧波含量均較大，設置的濾波支路極易對其他次諧波造成放大；無法適用係統參數與設計參數不一致或發生的變化
，存在與係統發生諧振的風險。
        3）其他
         ANAPF響應時間小於10ms，延遲時間小於100us

；無功補償可編程
，即可補容性無功，也可補感性無功；帶載能力強
，自動限流
，不會發生過載，使用壽命高
；體積小，易於安裝； 無源濾波設備動態響應慢
；隻能補容性無功
；限於LC器件特性，長時間運行後
，LC參數可能會發生變化
；體積大
，調試較複雜。
 
4
、結論
        1）本(ben)文(wen)設(she)計(ji)的(de)模(mo)塊(kuai)化(hua)並(bing)聯(lian)型(xing)有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)裝(zhuang)置(zhi)是(shi)可(ke)用(yong)於(yu)低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)新(xin)型(xing)濾(lv)波(bo)補(bu)償(chang)裝(zhuang)置(zhi)。該(gai)裝(zhuang)置(zhi)自(zi)身(shen)可(ke)同(tong)時(shi)補(bu)償(chang)係(xi)統(tong)的(de)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)和(he)基(ji)波(bo)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)，具(ju)有(you)高(gao)度(du)的(de)自(zi)適(shi)應(ying)性(xing)，且(qie)濾(lv)波(bo)精(jing)度(du)高(gao)

、補償效果好。
        2）該裝置自身各項保護功能完善
，可抑製因係統參數改變而產生的並聯或串聯諧振，還可防止無功過補償等。
        3）在(zai)企(qi)業(ye)原(yuan)有(you)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)無(wu)功(gong)補(bu)償(chang)裝(zhuang)置(zhi)基(ji)礎(chu)上(shang)進(jin)行(xing)了(le)改(gai)造(zao)，設(she)計(ji)的(de)由(you)電(dian)容(rong)和(he)有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)裝(zhuang)置(zhi)構(gou)成(cheng)的(de)濾(lv)波(bo)與(yu)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)混(hun)合(he)補(bu)償(chang)係(xi)統(tong)，節(jie)約(yue)了(le)用(yong)戶(hu)投(tou)資(zi)成(cheng)本(ben)

，縮(suo)短(duan)了(le)工(gong)期(qi)，為(wei)低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)網(wang)的(de)諧(xie)波(bo)治(zhi)理(li)工(gong)程(cheng)提(ti)供(gong)了(le)高(gao)效(xiao)的(de)補(bu)償(chang)裝(zhuang)置(zhi)，具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)應(ying)用(yong)價(jia)值(zhi)和(he)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)。
        4）有源濾波裝置模塊單體容量的擴大及其電壓等級的進一步提高可作為今後研究的方向。

【參考文獻】
［1］GB/T 14549-1993 《電能質量：公用電網諧波》
［2］羅世國.無源電力濾波器的補償特性及其存在的問題分析[J].電網技術，2004,28（22）：40-43
［3］上海安科瑞電氣股份有限公司產品手冊.2013.01.版