无功谐波混合补偿装置

　　无功谐波混合补偿装置瞬时无功理论,瞬时无功能理论结合的实践经验， 在APF谐波检测运作过程中发挥巨大作用。 瞬时无功理论中的某些理论成果是严格以三相平衡为前提的，所以也只适用于三相三线的接 线方式。在三相三线制的运作当中，如果三相电流出现失衡状况，在公共回路当中就会有所 反应，如会有少量的电生，在这种情况下，三相当中就会不自觉地引进基波与各次谐波的零序分量，若出现此种状况，瞬时无功理论就失去了存在的前提。在国内电力研究领域当中，三相四线这种普遍使用的接线方式是主要研究对象，近几年的研究也不断实现新突破，零序电流分离在电力研究者当中获得了一致好评，值得加大研究力度，并大力推广。

　　综合治理方法,在谐波源上进行谐波治理的优点是显然的。由于消除了谐波源，原来的配电系统就像工作在传统的线性负载条件下，没有任何隐患，制造系统几乎没有由于电压畸变导致的电磁兼容性风险。作为设计人员，无论进行配电系统的设计，还是进行制造系统的设计，都可以按照传统的规范进行设计，而不用考虑谐波带来的种种风险。虽然在非线性负载的电源入线端治理谐波是好的方案，但是这种方案可能成本较高，根据实际系统情况，可以釆用灵活的方案，也就是综合治理。

　　ANAPF有源电力滤波器

　　1 产品简介

　　功能：

　　ANAPF系列有源电力滤波器通过电流互感器采集系统谐波电流，经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量，产生谐波电流指令，通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流，并注入电力系统中，从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。

　　应用范围：

　　适用于并联在含谐波负载的低压配电系统中，能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。

　　订货范例：

　　具体型号：ANAPF150-380/BGL

　　技术要求：谐波补偿电流150A，线电压等级380V 。

　　接线方式：三相四线

　　安装方式：立柜式

　　互感器接线方式：负载侧

　　2 技术参数

　　3 产品选型

　　4 ANAPF在低压配电系统中的具体应用

　　上海某中小型企业，变压器容量为150kVA，到了冬季当有大量的空调同时打开时，断路器就会跳闸，严重影响了公司的日常运营。经调查该公司有大量节能灯、变频空调、计算机、打印机和电梯等非线性负载，正是这些非线性负载降低了变压器的出力。研究表明谐波电流会引起变压器外壳外层硅钢片或某些紧固件发热，可能导致局部过热的发生，使绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏，缩减变压器使用寿命。谐波的存在会使视在功率增加，不考虑谐波的情况下，视在功率S和有功功率P以及无功功率Q的关系为在有谐波的情况下，都无法转化为有用功率。由此可见，谐波对变压器的使用效率产生重大的负面影响。经实际勘测分析发现该公司变压器裕量虽不大，但如果把谐波降低到符合国家标准规定的范围内，就可以满足日常的供电需求，没有必要扩容。对公司的用电负荷进行调查分析，发现照明回路负荷较大，并且因为照明回路使用了大量的节能灯，使该回路谐波含量比较高，是降低变压器出力的主要原因。

　　用FLUKE 434对照明回路进行测量得到电流波形如图1所示。由图可知，电流波形与理想的正弦波相去甚远，畸变较为严重。电流波形的畸变会导致电压波形的畸变进而影响到其他设备如计算机的正常运转。同时N相电流达37A，电流不平衡问题也比较突出，存在较大的用电隐患。

　　分次谐波含量数据如图2所示。由图可知，A相、B相、C相的THDi分别为19.7%、27.8%、26.6%，谐波污染非常严重，存在安全隐患。

　　图1：照明回路电流波形 图2：照明回路分次谐波含量数据

　　根据谐波含量，选用额定容量为50A的ANAPF对照明回路进行单独补偿，治理后得到的电流波形图、分次谐波含量数据分别如图3、图4所示。

　　图3：治理后照明回路电流波形 图4：治理后照明回路分次谐波含量数据

　　从图3、图4可以看出，治理后电流波形接正弦波，电流的畸变得到了有效的控制；中性线电流也从37A降低到5A，消除了因中性线电流过大而引起的火灾隐患；电流的谐波含量也从20%左右降到了3%左右，谐波含量大为降低，已符合GB T14549-1993《电能质量 公用电网谐波》规定标准。

　　ANAPF有效的降低了THDi，同时治理了三相不平衡，减少了中性线流过的电流，有效的提高了各项电能指标，使各种用电设备能正常稳定运行，延长了设备的使用寿命，减少了因电路故障而产生的损失。

　　通过本次的数据采集与分析，积累了大量的参考数据，为以后进行谐波治理打下了坚实的基础。

　　国内研究现状，国内对于补偿谐波的有源电力滤波器的研究十分活跃，技术也相当成熟，但仍处于试验阶段，且成本较高。并联型有源电力滤波器的研究较为成熟，主要以理论和实验研究为主。虽然我们在理论上已经取得了一定的成就， 但多数只是实验样机，存在容量小、可靠性差、补偿效果不理想、造价高等缺点。

　　合理安排供配电系统,供配电系统的设计问题是减少电力谐波产生的重要出发点，在设计过程中，应坚持科学、严谨的态度，以当前研究认定的标准为准则，采取科学技术，主要工作有：运用科学仪器分析测量电网谐波，在设计前和设计过程中严格审査实际状况。在选取设备的过程中，要分析实际状况，审查谐波污染程度。在此基础析谐波污染产生源，在治理过程中，加大资金投入。