2022年某炭素厂配电系统谐波治理节能改造技术方案.docx

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1、精品学习资源设计编号： 客户名称： 工程名称：设计方案二一九年四月目录欢迎下载精品学习资源一、工程概述.2.二、企业实施电能质量治理地必要性.21、谐波对设备及生产地影响.42、谐波治理是企业进展需求. 5欢迎下载精品学习资源3、电能质量改善带来地效益.5三、谐波治理改造方案要求.5四、谐波治理技术方案.6.1、测试目地及外表简介.62、数据测试及分析.1.33、谐波治懂得决方案 .14五、产品介绍.1.8六、无源滤波、有源滤波及与其他进口品牌地比较.27七、工程概要 .2.9八、质量保证和售后服务.30九、应用案件例介绍 .3.1欢迎下载精品学习资源一、工程概述1. 编制地依据：依据碳素厂煅

2、烧车间 . 新焙烧车间 . 成型车间供应地用电数据及我方技术人员现场采集电气数据编制此方案 .2. 改造单位地基本情形：碳素厂煅烧车间和新焙烧主要用电设备为：风机、混捏机和电焊机等动力设备，其中大 部分设备使用了 ABB变频器 , 产生了大量地谐波，考虑到生产工艺地安全保证及电力品质改造地方向，依据设备用电情形及生产工艺要求进行谐波治理改造方案地设计.3、供电系统情形分析：碳素厂煅烧车间，新焙烧，成型用电设备以电机为主. 由于生产工艺要求地复杂性，对用电设备地供电质量地牢靠性要求较高.在现场用电设备中，变频负载所占比例较大，产生大量地谐波，影响供电系统地稳固性，极大地恶化了线路和系统地电力品质

3、，对线路系统中地其他设备及PLC系统地正常运行产生了不良影响和安全隐患，同时造成不必要地电力能源额外损耗.二、企业实施电效治理地必要性1、谐波对设备及生产地影响(1) 谐波对电机地影响谐波对电机地危害主要是产生附加地损耗和转矩. 由于集肤效应、磁滞、涡流等随着频率地增高而使在旋转电机地铁心和绕组中产生地附加损耗增加. 在供电系统中，用户地电动机负荷约占整个负荷地绝大部分. 因此，谐波使电力用户电动机总地附加损耗增加地影响最为显著. 由于电动机地出力一般不能按发热忱形进行调整，由谐波引起电动机地发热效是按它能承担地谐波电压折算成等值地基波负序电压来考虑地. 相关试验说明，在额定出力下连续承担为3

4、%额定电压地负序电压时，电动机地绝缘寿命要削减一半. 谐波电流所产生地谐波转矩对电动机地平均转矩地影响不大，但谐波会产生显著地脉冲转矩，可能会显现电机转轴扭曲振动地问题.(2) 谐波对变压器地影响谐波电流使变压器地铜耗增加，特殊是谐波会在其绕组中形成环流，使绕组过热； 对全星形连接地变压器，当绕组中性点接地，而该侧电网中分布电容较大或者装有中性点接地地并联电容器时，可能形成谐波谐振，使变压器附加损耗增加 .欢迎下载精品学习资源(3) 谐波对工厂自动掌握系统地影响随着自动掌握地普及，工厂大量使用了如PLC， DCS等电子设备地自动掌握系统，此类设备对供电电压地谐波畸变很敏锐，这种设备经常须靠电压

5、波形地过零点和其它电压波形取得同步运行 . 电压谐波畸变可导致电压过零点漂移或转变一个相间电压高于另一个相间电压位置置点 . 这两点对于不同类型地自动掌握设备是至关重要地. 掌握系统对这两点 电压过零点与电压位置点 地判定错误可导致掌握系统失控. 谐波仍严峻干扰外表信号地幅值，进而造成生产或运行中断或误动作，引起设备和生产事故，导致较大地经济缺失 .（ 4）谐波对供电线路地影响优于供电线路阻抗地频率特性，线路电阻随着频率地上升而增加. 在集肤效应地作用下，谐波电流使输电线路地附加损耗增加. 在供应电网地损耗中，变压器和输电线路地损耗占了大部分，所以谐波使电网网损增大. 谐波仍使三相供电系统中地

6、中性线地电流增大，导致中性线过载. 输电线路存在着分布地线路电感和对地电容，它们与产生谐波地设备组成串联回路或并联回路时，在肯定地参数协作条件下，会发生串联谐振或 并联谐振 . 一般情形下，并联谐波谐振所产生地谐波过电压和过电流对相关设备地危害性较大 . 当注入电网地谐波地频率位于在网络谐振点邻近地谐振区内时，会鼓励电感、电容产生部分谐振，形成谐波放大. 在这种情形下，谐波电压上升、谐波电流增大将会引起继电爱护装置显现误动，以至损坏设备，与此同时仍可产生相当大地谐波网损. 对于电力电缆线路，由于电缆地对地电容比架空线路约大10-20倍，而感抗约为架空线 路地 1/2-1/3，因此更简洁鼓励出较

7、大地谐波谐振和谐波放大，造成绝缘击穿地事故.5 影响继电爱护和自动装置地工作和牢靠性谐波对电力系统中以负序基波 量为基础地继电爱护和自动装置地影响特别严峻，这是由于这些按负序基波 量整定地爱护装置，整定值小、灵敏度高.假如在负序基础上再叠加上谐波地干扰就会引起发电机负序电流爱护误动 如误动引起跳闸，就后果严峻 、变电站主变地复合电压启动过电流爱护装置负序电压元件误动，母线差动爱护地负序电压闭锁元件误动以及线路各种型号地距离爱护、高频爱护、故障录波器、自动准同期装置等发生误动，严峻威逼电力系统地安全运行. 6 干扰通信系统地工作电力线路上流过地5、7、11、13 等幅值较大地奇次低频谐波电流通过

8、磁场耦合， 在邻近电力线地通信线路中产生干扰电压，干扰通信系统地工作，影响通信线路通话欢迎下载精品学习资源地清楚度，而且在谐波和基波地共同作用下，触发电话铃响，甚至在极端情形下，仍会威逼通信设备和人员地安全. 另外高压直流 HVDC换流站换相过程中产生地电磁噪声 3-10kHz 会干扰电力载波通信地正常工作，并使利用载波工作地闭锁和继电爱护装置产生动作失误，影响电网运行地安全.(7) 对用电设备地影响谐波会使如照明设备、通信设备、电视及音响设备、电脑设备、载频遥控设备等都简洁受谐波地干扰而影响其正常地工作或削减其使用寿命.(8) 谐波对人体地影响从人体生理学来说，人体细胞在受到刺激兴奋时，会在

9、细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转，其频率假如与谐波频率相接近，电网谐波地电磁辐射就会直接影响人地脑磁场与心磁场.2、谐波治理是企业进展地需求电能治理、电力安排和电力品质、负载设计等问题已成为影响企业生产经营地又一重要因素，因电能治理、电力安排不合理和电力品质不佳等问题造成地设备故障率上升、产品品质下降、设备增容成本增加地问题已成为企业又一制约进展和赢利地成本.同时，中国企业侧地电能使用效率却极低，我们每制造一个GDP单位地收益，所用去地电耗，是发达国家地3 5倍. 电能使用密度过大，电耗高度密集，使得一些企业地成本过高，产品不具备国际和市场竞争力.三、谐波治理改造方案地要求目地：

10、在满意生产工艺地情形下，以排除谐波为目地. 全面考虑节能降耗地方法和途径，降低用电系统电费成本，提升设备使用效率；挑选设备简洁、种类尽量少是这次方案设计地一个基本目标 . 本次设计方案地优劣直接会影响相关设备地操作和爱护，而系统地复杂程度也随之会有变化，因此，设计地每一个细节都需考虑到将来实施、操作、治理、爱护地每一个层面.兼容性： 考虑到生产工艺地需要，电效掌握柜设备独立，不依靠于原有系统，显现问题能准时脱离原操作系统 .爱护性： 操作简洁，设备安装爱护简洁，以并联方式进行连接. 保证掌握系统地相互操作性、关联性，并易于爱护、治理和扩充.综合效益： 包括可以提高电机地实际功率因数、降低线损、

11、削减电机地损坏率、换修率、延长欢迎下载精品学习资源煅烧配 1# 进线 谐波参数容量最大负载电流负载功率总和电压等级短路阻抗680A650KW800KV A400V4.54%UanvA 相功率设备地修理周期和使用寿命等，从而提高设备使用效率，提升企业地竞争力.四、谐波治理技术方案第一部分：测试目地及外表简介：谐波测试目地： 明白无功、谐波地基本情形并进行电气数据分析.测 试 仪 器 ： （ FLUKE43B电能质量分析仪）监测及记录电力质量，当问题显现时分析它产生地缘由，电力质量故障诊断功能最全面地仪器，测量功率因数，突升，突 降，闪变，谐波分析到50次，高频瞬态测量，检测及波形显示.设备技术参

12、数；电压精确度: 0.2%+0.1电流精确度 : 0.5%+0.1其次部分：数据测试及分析1. 煅烧车间配电系统由 2台容量 800kVA变压器供电，电压等级为 400V，各变压器配电系统下负荷基本相同，三相运行电流、电压基本平稳，系统有变频器 12台. 各配电系统负载设备有锅炉引风机 132KW 2台、大窑引风机 45KW 2台、小窑引风机 55KW 2台, 仍有一些小功率设备和照明设备 . 变压器依据生产需要供应 3种供电方式；1. 开一备一运行 , 闭合母线 . 2.2 台同时独立运行 , 断开母线 .3.开一备一运行 ,断开母线 . 这种运行方式较少显现 煅烧车间配电系统示意图2021

13、 年5月5日煅烧车间 1#变压器母线各测试电气数据图表如下：（ 1）、 A相现场测试数据如下：A相5次谐波电流和谐波含量A相7次谐波电流和谐波含量负荷平均功率和功率因数负荷平均谐波含量和电流C相5次瞬时谐波电流C相7次瞬时谐波电流欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源THDFu% RMS电 压）（V）基波电压（V）3 次电压（V）5 次电压（V）7 次电压（V）9 次电压（V）P（KW）Q（KvarSKVACOSfHZ欢迎下载精品学习资源2.5226.4222.35.63.73.33.163-7852-6889-1250.80-500 83谐波含量（ %）2 41.81.513IaA欢迎下载

14、精品学习资源THDF i%7 次电流（A）9 次电流（A）11次电流（A）13 次电流（A）15次电流（A）17次电流（A）19 次电流（A）欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源24.5谐波含量（ %）1.726-335 19.86.855324 3RMS电流）（A）基波电流（A）3 次电流（A）5 次电流（A）370-350-4.2-56-4305109.86815-8.7%14%2.717%1 3%06%1 0%18%欢迎下载精品学习资源2.测量地数据说明该配电系统主要以5、7 次谐波为主，其谐波电流含量18%， 系统功率因素 0.83 左右 . 需要进行治理 .2. 新焙烧配电系统由

15、 2台160kVA变压器供电，电压等级为400V，各变压器配电系统下负荷基本相同，三相运行电流、电压基本平稳，安装有8台这频器 , 配电系统负载设备有排烟风机315KW 3台（开 2台备用 1台）、多功能卷扬机 45KW 2台、罗茨风机 90KW 1台. 大行车 2台（变频器 1 拖2），小行车 2台（变频器 1拖2） ,仍有一些小功率设备和照明设备. 变压器依据生产需要供应3种供电方式；1.开一备一运行 ,闭合母线 .2.2台同时运行 , 断开母线 .3.开一备一运行 ,断开母线 . 这种运行方式较少显现新焙烧车间配电系统示意图2021 年5月5日新焙烧 2#变压器母线各测试电气数据图表（

16、1）、 A相现场测试数据如下：A相5次瞬时谐波电流A相瞬时基波电流新焙烧配 2# 进线 谐波参数容量最大负载电流负载功率总和电压等级短路阻抗欢迎下载精品学习资源1600KV A400V4.861300A950KW欢迎下载精品学习资源UanvA 相功率欢迎下载精品学习资源THDFu%RMS电 压）（V）基波电压（V）3 次电压（V）5 次电压（V）7 次电压（V）9 次电压（V）P（KW）Q（KvarSKVACOSfHZ欢迎下载精品学习资源226.46 53.83.33，4140651470.9550%）2 81.61.5152.5226.4谐波含量（IaA欢迎下载精品学习资源THDF i%RM

17、S电流）（A）基波电流（A）3 次电流（A）5 次电流（A）7 次电流（A）9 次电流（A）11 次电流（A）13次电流（A）15 次电流（A）17次电流（A）19次电流（A）欢迎下载精品学习资源23.5587-6115851611368325307188谐波含量（ %）2.519.311.10.44.14.71.12.71.32.测量地数据说明该配电系统主要以5、7 次谐波电流为主，其谐波电流含量19.3%，有必要进行治理 . 系统功率因素 0.93 左右 . 达到国家标准 .3. 成型车间配电系统由 2台160kVA变压器供电，电压等级为400V，各变压器配电系统下负荷基本相同，三相运行电

18、流、电压基本平稳，配电系统负载设备有风机132KW 1台、磨机 132KW 1台. 除尘风机 45KW 2台、破裂机 37KW 2 台，振动筛 37KW 2. 除尘风机 22KW 4台. 大行车 30KW 2台， 仍有一些小功率设备和照明设备，功率总和大约865KW.该车间有变频器 6台. 变压器依据生产需要供应 3种供电方式；1.开一备一运行 ,闭合母线 .2.2台同时运行 , 断开母线 .3.开一备一运行 ,断开母线 . 这种运行方式较少显现 2021 年 5 月 18 日成型车间 1#变压器母线各测试电气数据图表如下： 单相测试数据图表成型车间 2# 进线 谐波参数容量最大负载电流负载功

19、率总和电压等级短路阻抗欢迎下载精品学习资源1600KV A400V4.89%1150A890KW欢迎下载精品学习资源UanvA 相功率欢迎下载精品学习资源THDFu%RMS电 压）（V）基波电压（V）3 次电压（V）5 次电压（V）7 次电压（V）9 次电压（V）P（KW）Q（KvarSKVACOSfHZ欢迎下载精品学习资源0.8225.92250.221.120.6711158197.40.9150欢迎下载精品学习资源RMS电THDFi%流）（A）基波电流（A）3 次电流（A）5 次电流（A）7 次电流（A）9 次电流（A）11次电流（A）13次电流（A）15次电流（A）26.2650-88

20、0905.23899.12.9625.10526.210.045.02谐波含量（%）4.5%10.71.82.52.61.30.5谐波含量（ %）0.10.50.3IaA2.测量地数据说明该配电系统主要以3、5、7、9 次谐波为主，其谐波电流含量10.7%，需要进行治理 . 系统功率因素 0.91 左右 . 达到国家标准 .4. 数据分析：从供电系统地测量结果来看，电机地变频负载在正常运行中存在地谐波电流是：三次、五次、七次、十一次和十三次谐波电流. 由于这些谐波地存在，一方面增加许多电能地损耗，另一方面仍会增加变压器地负担，势必会给整个电网系统和生产设备造成肯定地危害.供电系统正常运行时奇次

21、谐波电流已经靠近国家管制地标准，由于谐波量偏大，将引起额外地线路损耗、接触损耗、铁心损耗，易于造成线路和设备发热从而引发安全事故并损害设备 地正常工作和正常使用寿命. 大量地谐波电流不仅仅给供电系统地稳固性造成严峻影响，同时影响电网地供电安全 .从测量谐波电流数据可以看出, 变频负载产生比较大地谐波电流从而引起严峻地电流畸变.从电压、电流谐波表中可以看出，谐波电流最大畸变率为241A24.6%, 从测量地数据可以看出电流谐波比较大. 谐波地存在，严峻地影响了各种电气设备地正常运行，并不行必免地给用户带来附加损耗 .从调查地结果来看，碳素厂变频负载在客观上产生各次谐波，由于谐波含量大，电流总畸变

22、率偏大，导致波形发生明显畸变，造成很大地能源铺张，影响设备地安全和使用寿命.第三部分、谐波治理技术解决方案1. 设计依据依据从碳素厂现场采集地数据（见非标产品现场谐波参数表）和现场调查地情形，以及将要达到地改造要求来编制本方案.从现场采集到地数据可以看出，配电系统地功率因素仍可以；但3次、 5次、 7 次、 11次谐波电流含量较高 . 整个配电系统地电力品质恶化程度比较严峻. 从谐波治理角度分析，碳素厂地谐波干扰已特别严峻，影响设备地安全运行，所以谐波治理已到了急需治理地程度. 从节能地角度分析，提高畸变功率因数，削减谐波畸变功率, 从测量地数据运算需要增加两台有源电力欢迎下载精品学习资源滤波

23、器，降低视在功率从而达到变压器增容地目地, 降低基波电流有效值从而达到爱护及节能地双重功效 .2. 设计方案设计挑选英国萨梅特 SAHF有源电力滤波器进行治理,作为世界上较早从事节能和电能质量产品研发和生产地专业制造厂商,英国萨梅特具有强大地研发和生产才能，始终引领业界技 术地进展，具备傲视同侪地领先自主技术！并且依靠强大地规模生产优势，所供应地产品具有无与伦比地性价比，性能杰出. 有源电力滤波器地胜利挂网运行预示着该装置在解决了谐波危害地同时，将同时带来大大降低电网地无功损耗，节省大量电能地好处，并为清洁电网做成重大奉献，使电网绿色环境成为一种可能.有源电力滤波器 , 依据最新地瞬时无功功率

24、理论，应用数字信号处理技术（DSP），脉宽调制技术（PWM），智能化功率单元技术（IPM），触摸屏技术（ GP）等前沿科技，可实现动态排除谐波，平稳三相负荷，是一种高技术含量，滤波效率好地新型产品 , 依据各配电系统地状况所选用地有滤波器产品型号如下表:(1). 煅烧车间基波电流为350A-510A,5次谐波电流较大 , 在 56A-68A 范畴 ,谐波含量 18%, 功率因素0.83 ,考虑到假如该配电系统负载设备增加, 不必另外增加滤波器装置. 所以选用 2 台容量为 100A 地三相三线有源滤波装置（型号：SAHF-04-A100/380V），并联安装于 配电系统母线上；吸取200A 以

25、下谐波 , 吸取率达到 90%以上 , 功率因素达到95%以上 .(2). 成型车间基波电流905A 左右 ,5次谐波电流最大为99A, 谐波电流较大 , 功率因素 0.95, 达到国家考核指标 . 考虑到假如负载设备增加, 不必另外增加滤波器装置, 所以选用 2 台容量为 100A 地三相三线有源滤波装置（型号：SAHF-04-A100/380V ），总容量为200A 源滤波装置并联安装于配电系统母线上；吸取200A 以下谐波 , 吸取率达到 90%以上 .功率因素达到 95%以上 .(3). 新焙烧车间基波电流580A 左右 ,5 次谐波电流较大 , 在 113A 范畴,谐波含量 19.3

26、%, 功率因素 0.93 ,达到国家考核指标 .谐波治理设计考虑到假如该配电系统负载设备增加, 不必另外增加滤波器装置, 所以选用 2 台容量为 150A 地三相三线有源滤波装置（型号： SAHF-04-A150/380V ），总容量为300A 源滤波装置并联安装于配电系统母线上；吸取300A 以下谐波 , 吸取率达到 90%以上 .功率因素达到 95%以上 .以上三个配电系统地有源滤波装置方案, 适应于变压器地各种供电方式, 无论供电系统实行哪种运行方式都能达到抱负地谐波治理和无功补偿成效.欢迎下载精品学习资源有源滤波器安装示意图如3. 设计说明因本系统地主要谐波源设备是变频设备，排除线路和

27、系统各次谐波是谐波治理节能改造地主要目标 . 从而洁净吸取谐波和浪涌，改善系统电力品质，提高功率因数，保证设备安全和正常运行、提高系统运行效率和电力能源使用效率地角度动身，进行本项谐波治理方案地制作.4. 设计原就目地：以改善电力品质、综合提升设备运行效率和电力能源使用效率为目地.兼容性：设备独立，不依靠于原有系统，显现故障时能准时脱离原操作系统； 爱护性：操作简洁，设备安装爱护简洁.5. 改造后估计达到地成效和经济效益SAHF有源滤波器具有：滤波、动态补偿、抑制谐振、补偿无功功率等四大功能. 通过技改，并联安装于配电系统母线上，以上这些低压配系统地电流谐波将会被大大吸取，谐波问题地影响基本排

28、除. 可达到以下成效： 1.有源滤波装置投入后用电能质量可明显改善，可改善冲击负载引起地电流冲击，削减电压波动和抑制电压闪变，提高稳固性，改善电压质量. 功率因数可提高到 0.95 以上 ，线损降低后可提高配电变压器地承载效率，经济效益明显.2.有源滤波器对配电系统自动实时跟随、动态VAR 补偿；抑制电压波动和闪变、降低损耗，提高用电效率. 排除电网各次谐波、可同时滤除 2 次到 60 次地谐波电流；提高设备安全，降低设备损耗；满意国家 国际 标准 . 总谐波电流吸取率：90%. 3.采纳高性能防涌流接触器投切各滤波支路，完善地掌握系统，爱护功能齐全，具有短路爱护、过压爱护、过流保 护 等 ，

29、 运 行 可 靠 ， 操 作 简 单 防 止 系 统 谐 振 ： 预 防 电 气 设 备 故 障 、 保 证 供 电 安 全 . 4.改善系统功率因素：降低电网损耗、提高设备效率. 电路月平均功率因数：0.95.5.安装谐波治理装置后，有效地降低了谐波电流，增加了变压器地有效容量，可增加相应地带载才能，削减扩容所需地投资.(6). 安装谐波治理装置后，可有效地降低变压器地损耗，提高变压器地安全运行系数，保证对谐波敏锐地爱护装置和器件不发生误动作. 起到节能降耗地目地；节能率达10% 30%,减小集肤效应，热损、铜损、铁损、磁损、噪音大为下降，符合国家对能源节省和降耗地指示和可连续进展地要求.

30、并且，经过治理后地谐波电流含量不超过电流国标限值（GB T14549 93），电压总畸变率不超过国标限值，如下表所示：国家标准各次谐波电流限值欢迎下载精品学习资源标准基准短电压路容量2345678910111213141516171819KVMVA0.381078623962264419211628132411129.7188.616610043342134142411118.5167.1136.16.85.3104.79.010100262013208.5156.46.85.19.34.37.93.74.13.26.02.85.43525015127.7125.18.83.84.13.15.

31、62.64.72.22.51.93.61.73.26650016138.1135.49.34.14.33.35.92.75.02.32.62.03.81.83.4110750129.66.09.64.06.83.03.22.44.32.03.71.71.91.52.81.32.5谐波电压总畸变率地国标限值电网标称电压KV电压总谐波畸变率%各次谐波电压含有率奇次%偶次0.385.04.02.06104.03.21.635663.02.41.21102.01.60.85、设备产品清单序号设备名称型号（规格）数量备注煅烧车间有源滤波器SAHF-04-A100/380V2 套英国萨梅特新焙烧有源滤波器

32、SAHF-04-A150/380V2 套英国萨梅特成型车间有源滤波器SAHF-04-A100/380V2 套英国萨梅特电流传感器HAL18 个瑞士 LEM集团2铜芯电力电缆50 3350M无锡远东电缆厂2铜芯电力电缆70 3200M无锡远东电缆厂2屏蔽电缆1.5 7300M说明 : 此配制是依据现场测试及炭素厂要求, 将工程原方案装置地三台75A 容量有源滤波器改为四台100A 容量有源滤波器装置 主要考虑将来生产需要增加负载设备, 不必再增加滤波器. 本装置具有排除谐波地同时补偿无功功率.五、产品简介1. 萨梅特 SAHF有源电力滤波器简介：SAHF有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿

33、无功功率地新型电力电子装置，采纳高频电力电子开关变换技术、模拟和数字混合电路技术进行电流检测和电流注入地新型电力电子装置 .能对大小和频率都变化地谐波及无功功率进行补偿. 和传统地无源滤波器相比，有突出地优点.(1) 对 各 次 谐 波 和 分 数 谐 波 均 能 有 效 地 抑 制 ， 且 可 提 高 功 率 因 数 ；欢迎下载精品学习资源(2) 系统阻抗和频率发生波动时，不会影响补偿成效. 并能对频率和幅值都变化地谐波进行 跟 踪 补 偿 ， 且 补 偿 特 性 不 受 电 网 阻 抗 地 影 响 ；(3) 不会 产生 谐振 现象 ，且 能抑 制由 于外 电路 地谐 振产 生地 谐波 电流

34、 地变 化；(4) 用 一 台 装 置 就 可 以 实 现 对 各 次 谐 波 和 基 波 无 功 功 率 地 补 偿 ；(5) 不 存 在过 载 问 题 ， 即 当 系 统 中 谐 波 较 大 时 ， 装 置 仍 可运 行 ， 无 需 断 开 等 .由以上可看出，它克服了传统地无源滤波器地缺点，具有良好地调剂性能，因而有很大地发展前途. 2.SAHF有源电力滤波器系统结构SAHF有源电力滤波器系统结构如图l 所示 .SAHF有源电力滤波器地基本工作原理是：实时检测补偿对象地电压和电流，经指令电流运算单元运算出补偿电流指令信号，该信号经补偿电流发生电路放大产生补偿电流，补偿电流与负载电流中需用

35、补偿地谐渡及无功等电流抵消，最终得到期望地电源电流. 在图 1 中地表达是，当需要补偿负载所产生地谐波电流时，有源电力滤波器检测出补偿对象负载电流iL 中地谐波重量 iLb 后，将其反极性作为补偿电流地指令信号iC* ，再由补偿电流发生电路产生补偿电流 ic ，其中补偿电流 ic与负载电流中谐波重量iLh 大小相等，方向相反，因而两者相互抵消，使得电源中电流中只含基波，达到排除电源电流中谐波地目地.图 1 为有源滤波器地系统框图. 通过传感器检测非线性负载地电流iLa 、iLb 、iLc经电流信号调理后送入指令电流产生电路，指令电流产生模块是由TI 公司地 DSP TMS320LF2407为核

36、心建立地 .DSP 运算出需要补偿地谐波和无功电流后，通过外部DA 送入电流跟踪掌握电路. 霍尔传感器检测有源电力滤波器主电路地电流ica 、icb 、icc ，经电流信号调理后也送入电流跟踪掌握电路，电流跟踪掌握电路对主电路补偿电流与指令电流进行滞环比较后送出栅极开关驱动信号，驱动电路接受来自前级电流跟踪掌握电路地PWM信号，并经隔离放大后驱动主电路地开关管，以掌握主电流地电路跟随指令电流地变化，最终达到实时补偿谐波与无功功率地目地. 电压传感器检测变流器直流侧总电压，经电压信号调理后送入指令电流发生电路，通过合理地掌握以凋节直流侧电压地稳固. 启动、关断和爱护模块按肯定地时序掌握装置地启动

37、和关断，并供应装置地过流、过压、过热、缺相等故障爱护功能.3.有源电力滤波器主电路设计有源电力滤波器主电路地势式绝大多数采纳电压型，SAHF 有源滤波器挑选主电路为并欢迎下载精品学习资源联电压型、单个变流器地势式.SAHF有源滤波器主电路设计需要解决地问题是：主电路容量地运算；开关器件地挑选 及其参数地确定；对补偿电流地跟踪特性起打算作用地参数 输出电感 L、直流侧电容电压Ud、滞环宽度 地设计；按所选器件要求地驱动电路地设计以及整个装置地各种爱护电路设计.1 主电路容量地运算有源电力滤波器地容量SA 由式 1 确定式中： E 为电网相电压有效值； Lc 为补偿电流有效值.假如所设计装置地容量

38、为15 kVA ，就Ic=SA/3E=15x103/3x220=227 A(2) 功率开关器件地选取SAHF有源滤波器选取适用于APFP中地全控型开关器件主要有GTR、IGBT、IGCT等，器件 .(3) 主电路滞环宽度地选取有源电力滤波器地指令电流包含高次谐波和暂态电流，实际输出地电流对指令电流有很高地跟踪才能 . 下面以 A相为例，分析采纳滞环掌握时逆变器地工作频率f 与电网电压 ea、变流器直流侧电压Ud 及主电路电感值和滞环宽度 间地相互关系 .对于 A 相半桥逆变电路，可得电路方程为式6 为正，即电感电流在上升.设 UC1=UC2=Ud/2，假定逆变器地工作开关频率较高，在一个开关周

39、期内可认为电压ea基本不变，就滞环掌握时补偿电流地波形如图2 所示，其中 为滞环宽度 .由图 2，以及式 4 和式 6 ，可分别运算出电流地上升时间Tu 和下降时间 Td，即欢迎下载精品学习资源由式 9 知，逆变器地最小工作频率和最大工作频率分别为取电流滞环宽度 为 1 2A，直流侧电压 Ud 为 l000V ，主电路电感L 为 5mH，就由上述公式可得：最小开关频率为12 767 kHz ，最大开关频率为20 833kHz，平均开关频率16 8 kHz.(4) 直流侧电压地运算和电容地选取主电路地工作模式及相应地开关系数，如表1 所列，等效电路图如图3 所示 .当 Ka=-1/3 时，电流 ica上升，即要求假如直流侧电压不能满意大于有源电力滤波器与供电系统连接点地相电压峰伉Em 地 3 倍，即同理，当 Ka=1 3 时，电流 ica 下降，即要求也不会永久成立 .所以直流侧电压应满意如下条件，即意味着主电路直流侧电压值应大于有源电力滤波器与供电系统连