某炭素厂配电系统谐波治理节能改造方案19871.docx

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1、设计编号：客户名称： 项目名称：设计方案二一年年九月目 录一、项目概概述 二、企业实实施电能质质量管理的的必要性 、谐波对设设备及生产产的影响 、谐波治理理是企业发发展需求 、电能质量量改善带来来的效益 三、谐波治治理改造方方案要求 四、谐波治治理技术方方案 、测试目的的及仪表简简介 、数据测试试及分析 、谐波治理理解决方案案 五、产品介介绍 六、无源滤滤波、有源源滤波及与与其他进口口品牌的比比较 七、工程概概要 八、质量保保证和售后后服务 九、应用案案件例介绍绍 一、项目概概述 .编制的依依据： 根据碳素厂厂煅烧车间间.新焙烧烧车间.成成型车间提提供的用电电数据及我我方技术人人员现场采采集电

2、气数数据编制此此方案。 .改造单位位的基本情情况： 碳素厂煅烧烧车间和新新焙烧主要要用电设备备为：风机机、混捏机机和电焊机机等动力设设备，其中中大部分设设备使用了了变频器,产生了大大量的谐波波，考虑到到生产工艺艺的安全保保障及电力力品质改造造的方向， 根据设备用电情况及生产工艺要求进行谐波治理改造方案的设计。 、供电系统统情况分析析： 碳素厂煅烧烧车间，新新焙烧，成成型用电设设备以电机机为主。由由于生产工工艺要求的的复杂性，对对用电设备备的供电质质量的可靠靠性要求较较高。 在现场用电电设备中，变变频负载所所占比例较较大，产生生大量的谐谐波，影响响供电系统统的稳定性性，极大地地恶化了线线路和系统

3、统的电力品品质，对线线路系统中中的其他设设备及系统统的正常运运行产生了了不良影响响和安全隐隐患，同时时造成不必必要的电力力能源额外外损耗。 二、企业实实施电效管管理的必要要性 、谐波对设设备及生产产的影响()谐波对对电机的影影响 谐波对电机机的危害主主要是产生生附加的损损耗和转矩矩。由于集集肤效应、磁磁滞、涡流流等随着频频率的增高高而使在旋旋转电机的的铁心和绕绕组中产生生的附加损损耗增加。在在供电系统统中，用户户的电动机机负荷约占占整个负荷荷的绝大部部分。因此此，谐波使使电力用户户电动机总总的附加损损耗增加的的影响最为为显著。由由于电动机机的出力一一般不能按按发热情况况进行调整整，由谐波波引起

4、电动动机的发热热效是按它它能承受的的谐波电压压折算成等等值的基波波负序电压压来考虑的的。相关试试验表明，在在额定出力力下持续承承受为额定定电压的负负序电压时时，电动机机的绝缘寿寿命要减少少一半。谐谐波电流所所产生的谐谐波转矩对对电动机的的平均转矩矩的影响不不大，但谐谐波会产生生显著的脉脉冲转矩，可可能会出现现电机转轴轴扭曲振动动的问题。()谐波对对变压器的的影响 谐波电流使使变压器的的铜耗增加加，特别是是谐波会在在其绕组中中形成环流流，使绕组组过热；对对全星形连连接的变压压器，当绕绕组中性点点接地，而而该侧电网网中分布电电容较大或或者装有中中性点接地地的并联电电容器时，可可能形成谐谐波谐振，使

5、使变压器附附加损耗增增加。 ()谐波对对工厂自动动控制系统统的影响随着自动控控制的普及及，工厂大大量使用了了如，等电电子设备的的自动控制制系统，此此类设备对对供电电压压的谐波畸畸变很敏感感，这种设设备常常须须靠电压波波形的过零零点和其它它电压波形形取得同步步运行。电电压谐波畸畸变可导致致电压过零零点漂移或或改变一个个相间电压压高于另一一个相间电电压的位置置点。这两两点对于不不同类型的的自动控制制设备是至至关重要的的。控制系系统对这两两点(电压过零零点与电压压位置点)的判断错错误可导致致控制系统统失控。谐谐波还严重重干扰仪表表信号的幅幅值，进而而造成生产产或运行中中断或误动动作，引起起设备和生生

6、产事故，导导致较大的的经济损失失。 （）谐波对对供电线路路的影响 优于供电线线路阻抗的的频率特性性，线路电电阻随着频频率的升高高而增加。在在集肤效应应的作用下下，谐波电电流使输电电线路的附附加损耗增增加。在供供应电网的的损耗中，变变压器和输输电线路的的损耗占了了大部分，所所以谐波使使电网网损损增大。谐谐波还使三三相供电系系统中的中中性线的电电流增大，导导致中性线线过载。输输电线路存存在着分布布的线路电电感和对地地电容，它它们与产生生谐波的设设备组成串串联回路或或并联回路路时，在一一定的参数数配合条件件下，会发发生串联谐谐振或并联联谐振。一一般情况下下，并联谐谐波谐振所所产生的谐谐波过电压压和过

7、电流流对相关设设备的危害害性较大。当当注入电网网的谐波的的频率位于于在网络谐谐振点附近近的谐振区区内时，会会激励电感感、电容产产生部分谐谐振，形成成谐波放大大。在这种种情况下，谐谐波电压升升高、谐波波电流增大大将会引起起继电保护护装置出现现误动，以以至损坏设设备，与此此同时还可可产生相当当大的谐波波网损。对对于电力电电缆线路，由由于电缆的的对地电容容比架空线线路约大倍倍，而感抗抗约为架空空线路的，因因此更容易易激励出较较大的谐波波谐振和谐谐波放大，造造成绝缘击击穿的事故故。 ()影响继继电保护和和自动装置置的工作和和可靠性 谐波对电力力系统中以以负序(基基波)量为为基础的继继电保护和和自动装置

8、置的影响十十分严重，这这是由于这这些按负序序(基波)量整定的的保护装置置，整定值值小、灵敏敏度高。如如果在负序序基础上再再叠加上谐谐波的干扰扰则会引起起发电机负负序电流保保护误动(若误动引引起跳闸，则则后果严重重)、变电电站主变的的复合电压压启动过电电流保护装装置负序电电压元件误误动，母线线差动保护护的负序电电压闭锁元元件误动以以及线路各各种型号的的距离保护护、高频保保护、故障障录波器、自自动准同期期装置等发发生误动，严严重威胁电电力系统的的安全运行行。 ( )干扰通信信系统的工工作 电力线路上上流过的、等等幅值较大大的奇次低低频谐波电电流通过磁磁场耦合，在在邻近电力力线的通信信线路中产产生干

9、扰电电压，干扰扰通信系统统的工作，影影响通信线线路通话的的清晰度，而而且在谐波波和基波的的共同作用用下，触发发电话铃响响，甚至在在极端情况况下，还会会威胁通信信设备和人人员的安全全。另外高高压直流()换流站站换相过程程中产生的的电磁噪声声()会干干扰电力载载波通信的的正常工作作，并使利利用载波工工作的闭锁锁和继电保保护装置产产生动作失失误，影响响电网运行行的安全。 ()对用电电设备的影影响谐波会使如如照明设备备、通信设设备、电视视及音响设设备、电脑脑设备、载载频遥控设设备等都容容易受谐波波的干扰而而影响其正正常的工作作或减少其其使用寿命命.()谐波对对人体的影响 从人体生理理学来说，人人体细胞

10、在在受到刺激激兴奋时，会会在细胞膜膜静息电位位基础上发发生快速电电波动或可可逆翻转，其其频率如果果与谐波频频率相接近近，电网谐谐波的电磁磁辐射就会会直接影响响人的脑磁磁场与心磁磁场。、谐波治理理是企业发发展的需求求 电能管理、电电力分配和和电力品质质、负载设设计等问题题已成为影影响企业生生产经营的的又一重要要因素，因因电能管理理、电力分分配不合理理和电力品品质不佳等等问题造成成的设备故故障率上升升、产品品品质下降、设设备增容成成本增加的的问题已成成为企业又又一制约发发展和赢利利的成本。 同时，中国国企业侧的的电能使用用效率却极极低，我们们每创造一一个单位的的收益，所所用去的电电耗，是发发达国家

11、的的倍。电电能使用密密度过大，电电耗高度密密集，使得得一些企业业的成本过过高，产品品不具备国国际和市场场竞争力。 三、谐波治治理改造方方案的要求求目 的：在在满足生产产工艺的情情况下，以以消除谐波波为目的。全全面考虑节节能降耗的的方法和途途径，降低低用电系统统电费成本本，提升设设备使用效效率；选择择设备简洁洁、种类尽尽量少是这这次方案设设计的一个个基本目标标。本次设设计方案的的优劣直接接会影响相相关设备的的操作和维维护，而系系统的复杂杂程度也随随之会有变变化，因此此，设计的的每一个细细节都需考考虑到将来来实施、操操作、管理理、维护的的每一个层层面。 兼容性：考考虑到生产产工艺的需需要，电效效控

12、制柜设设备独立，不不依赖于原原有系统，出出现问题能能及时脱离离原操作系系统。 维护性：操操作简单，设设备安装维维护简洁，以以并联方式式进行连接接。保证控控制系统的的相互操作作性、关联联性，并易易于维护、管管理和扩充充。 综合效益：包括可以以提高电机机的实际功功率因数、降降低线损、减减少电机的的损坏率、换换修率、延延长设备的的维修周期期和使用寿寿命等，从从而提高设设备使用效效率，提升升企业的竞竞争力。四、谐波治治理技术方方案 第一部分：测试目的的及仪表简简介： 谐波测试目目的：了解解无功、谐谐波的基本本情况并进进行电气数数据分析。 测 试 仪仪 器 ：（电能质质量分析仪仪） 监测及记记录电力质质

13、量，当问问题出现时时分析它产产生的原因因，电力质质量故障诊诊断功能最最全面的仪仪器，测量量功率因数数，突升，突突降，闪变变，谐波分分析到次，高高频瞬态测测量，检测测及波形显显示。 设备技术参参数 ;电压精确确度: 电流精确确度: 第二部分：数据测试试及分析 . 煅烧车车间配电系系统由台容容量变压器器供电，电电压等级为为，各变压压器配电系系统下负荷荷基本相同同，三相运运行电流、电电压基本平平衡，系统统有变频器器台.各配配电系统负负载设备有有锅炉引风风机台、大窑引引风机台、小窑引引风机台,还有有一些小功功率设备和和照明设备备。变压器器根据生产产需要提供供种供电方方式;().开一一备一运行行, 闭合

14、合母线.()台同时时独立运行行,断开母母线.(). 开开一备一运运行, 断断开母线. (这种种运行方式式较少出现现)煅烧车间配配电系统示示意图年月日煅烧烧车间变压压器母线各各测试电气气数据图表表如下：（）、相现现场测试数数据如下： 相次谐波波电流和谐谐波含量 相次谐波波电流和谐谐波含量 负荷平均功功率和功率率因数 负荷平平均谐波含含量和电流流 相次瞬时谐谐波电流 相次次瞬时谐波波电流 煅烧配(进进线)谐波波参数容量电压等级短路阻抗最大负载电电流负载功率总总和()相功率()(电压）（）基波电压（）次电压（）次电压（）次电压（）次电压（）（）（)()()谐波含量（）()()(电流）（）基波电流（）

15、次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）谐波含量（）().测量量的数据表表明该配电电系统主要要以、次谐谐波为主，其其谐波电流流含量，系统功率率因素左右右.需要进进行治理.新焙烧配配电系统由由台变压器器供电，电电压等级为为，各变压压器配电系系统下负荷荷基本相同同，三相运运行电流、电电压基本平平衡，安装装有台这频频器,配电电系统负载载设备有排排烟风机台（开台台备用台）、多功能卷扬机台、罗茨风机台。大行车台（变频器拖），小行车台（变频器拖）, 还有一些小功率设备和照明设备.变压器根据生产需要提供种供电方式;().开一一备一运行行, 闭合合母线.()台

16、同时时运行,断断开母线.(). 开开一备一运运行, 断断开母线.(这种运运行方式较较少出现)新焙烧车间间配电系统统示意图年月日新焙焙烧变压器器母线各测测试电气数数据图表（）、相现现场测试数数据如下： 相次瞬时时谐波电流流 相瞬时时基波电流流 新焙烧配(进线)谐谐波参数容量电压等级短路阻抗最大负载电电流负载功率总总和()相功率()(电压）（）基波电压（）次电压（）次电压（）次电压（）次电压（）（）（)()()，谐波含量（）()()(电流）（）基波电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）谐波含量（）().测量量的数据表表明该配电电系统主要要

17、以、次谐谐波电流为为主，其谐谐波电流含含量，有必要进进行治理.系统功率率因素左右右.达到国国家标准. 成型车车间配电系系统由台变变压器供电电，电压等等级为，各各变压器配配电系统下下负荷基本本相同，三三相运行电电流、电压压基本平衡衡，配电系系统负载设设备有风机机台、磨机台。除尘风风机台、破碎机机台，振动动筛。除尘风机机台。大行行车台， 还还有一些小小功率设备备和照明设设备，功率率总和大约约。该车间间有变频器器台。变压压器根据生生产需要提提供种供电电方式;().开一一备一运行行, 闭合合母线.()台同时时运行,断断开母线.(). 开开一备一运运行, 断断开母线. (这种种运行方式式较少出现现)年月

18、日成型型车间变压压器母线各各测试电气气数据图表表如下：单相测试数数据图表成型车间(进线)谐谐波参数容量电压等级短路阻抗最大负载电电流负载功率总总和()相功率()(电压）（）基波电压（）次电压（）次电压（）次电压（）次电压（）（）（)()()谐波含量（）()()(电流）（）基波电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）次电流（）.谐波含量（）(). 测测量的数据据表明该配配电系统主主要以、次次谐波为主主，其谐波波电流含量量，需要进行行治理.系系统功率因因素左右.达到国家家标准.数据分析析：从供电系统统的测量结结果来看，电电机的变频频负载在正正常运行中中存在的谐谐波电流是

19、是：三次、五五次、七次次、十一次次和十三次次谐波电流流。由于这这些谐波的的存在，一一方面增加加很多电能能的损耗，另另一方面还还会增加变变压器的负负担，势必必会给整个个电网系统统和生产设设备造成一一定的危害害。 供电系统正正常运行时时奇次谐波波电流已经经逼近国家家管制的标标准，由于于谐波量偏偏大，将引引起额外的的线路损耗耗、接触损损耗、铁心心损耗，易易于造成线线路和设备备发热从而而引发安全全事故并损损害设备的的正常工作作和正常使使用寿命。大大量的谐波波电流不仅仅仅给供电电系统的稳稳定性造成成严重影响响，同时影影响电网的的供电安全全。 从测量谐波波电流数据据可以看出出,变频负载载产生比较较大的谐波

20、波电流从而而引起严重重的电流畸畸变。 从电压、电电流谐波表表中可以看看出，谐波波电流最大大畸变率为为(),从测测量的数据据可以看出出电流谐波波比较大。谐谐波的存在在，严重地地影响了各各种电气设设备的正常常运行，并并不可必免免地给用户户带来附加加损耗。 从调查的结结果来看，碳碳素厂变频频负载在客客观上产生生各次谐波波，由于谐谐波含量大大，电流总总畸变率偏偏大，导致致波形发生生明显畸变变，造成很很大的能源源浪费，影影响设备的的安全和使使用寿命. 第三部分、谐谐波治理技技术解决方方案 .设计依据据 根据从碳素素厂现场采采集的数据据（见非标标产品现场场谐波参数数表）和现现场调查的的情况，以以及将要达达

21、到的改造造要求来编编制本方案案。 从现场采集集到的数据据可以看出出，配电系系统的功率率因素还可可以；但次次、次、次次、次谐波波电流含量量较高。整整个配电系系统的电力力品质恶化化程度比较较严重。从从谐波治理理角度分析析，碳素厂厂的谐波干干扰已非常常严重，影影响设备的的安全运行行，所以谐谐波治理已已到了急需需治理的程程度。从节节能的角度度分析，提提高畸变功功率因数，减减少谐波畸畸变功率,从测量的的数据计算算需要增加加两台有源源电力滤波波器，降低低视在功率率从而达到到变压器增增容的目的的,降低基波波电流有效效值从而达达到保护及及节能的双双重功效。.设计方案案设计选择英英国萨梅特特()有源电力力滤波器

22、进进行治理, 作为世世界上较早从事节能能和电能质质量产品研研发和生产产的专业制制造厂商, 英国萨萨梅特具有有强大的研研发和生产产能力，一一直引领业业界技术的的发展，具具备傲视同同侪的领先先自主技术术！并且依依靠强大的的规模生产产优势，所所供应的产产品具有无无与伦比的的性价比，性性能卓越。有源电力力滤波器的的成功挂网网运行预示示着该装置置在解决了了谐波危害害的同时，将将同时带来来大大降低低电网的无无功损耗，节节约大量电电能的益处处，并为清清洁电网做做成重大贡贡献，使电电网绿色环环境成为一一种可能。有源电力力滤波器,根据最新新的瞬时无无功功率理理论，应用用数字信号号处理技术术（），脉脉宽调制技技术

23、（），智智能化功率率单元技术术（），触触摸屏技术术（）等前前沿科技，可可实现动态态消除谐波波，平衡三三相负荷，是是一种高技技术含量，滤滤波效率好好的新型产产品,根据据各配电系系统的状况况所选用的的有滤波器器产品型号号如下表: ().煅烧烧车间基波波电流为次次谐波电流流较大,在在范围, 谐波含量量,功率因因素 ,考考虑到如果果该配电系系统负载设设备增加,不必另外外增添滤波波器装置.所以选用用台容量为为的三相三三线有源滤滤波装置（型型号：），并并联安装于配电电系统母线线上；吸收以下下谐波,吸吸收率达到到以上,功功率因素达达到以上.().成型型车间基波波电流左右右, 次谐波电电流最大为为, 谐波电流

24、流较大,功功率因素,达到国家家考核指标标. 考虑到如如果负载设设备增加,不必另外外增添滤波波器装置,所以选用用台容量为为的三相三三线有源滤滤波装置（型型号：），总总容量为源源滤波装置置并联安装装于配电系系统母线上上；吸收以下下谐波,吸吸收率达到到以上. 功率因素素达到以上上.().新焙焙烧车间基基波电流左左右次谐波波电流较大大,在范围围, 谐波波含量,功功率因素 , 达到到国家考核核指标. 谐波治理理设计考虑虑到如果该该配电系统统负载设备备增加,不不必另外增增添滤波器器装置,所所以选用台台容量为的的三相三线线有源滤波波装置（型型号：），总总容量为源源滤波装置置并联安装装于配电系系统母线上上；吸

25、收以以下谐波,吸收率达达到以上. 功率因因素达到以以上.以上三个配配电系统的的有源滤波波装置方案案,适应于于变压器的的各种供电电方式,无无论供电系系统采取哪哪种运行方方式都能达达到理想的的谐波治理理和无功补补偿效果。有源滤波器器安装示意意图如.设计说明明 因本系统的的主要谐波波源设备是是变频设备备，消除线线路和系统统各次谐波波是谐波治治理节能改改造的主要要目标。从从而干净吸吸收谐波和和浪涌，改改善系统电电力品质，提提高功率因因数，保障障设备安全全和正常运运行、提高高系统运行行效率和电电力能源使使用效率的的角度出发发，进行本本项谐波治治理方案的的制作。 .设计原则则 目 的：以以改善电力力品质、

26、综综合提升设设备运行效效率和电力力能源使用用效率为目目的。 兼容性：设设备独立，不不依赖于原原有系统，出出现故障时时能及时脱脱离原操作作系统； 维护性：操操作简单，设设备安装维维护简洁。 .改造后预预计达到的的效果和经经济效益()有源滤滤波器具有有：滤波、动动态补偿、抑抑制谐振、补补偿无功功功率等四大大功能。通过技改改，并联安安装于配电电系统母线线上，以上这这些低压配配系统的电电流谐波将将会被大大大吸收，谐谐波问题的的影响基本本消除。可可达到以下下效果： (). 有源滤波装装置投入后后用电能质量可明明显改善，可可改善冲击击负载引起起的电流冲冲击，减少少电压波动动和抑制电电压闪变，提提高稳定性性

27、，改善电电压质量。功率因数可提高到以上，线损降低后可提高配电变压器的承载效率，经济效益明显。().有源源滤波器对对配电系统统自动实时时跟随、动动态()补补偿; 抑制电电压波动和和闪变、降降低损耗，提提高用电效效率。消除除电网各次次谐波、可同时滤除除次到次的的谐波电流流;提高设备备安全，降降低设备损损耗；满足足国家(国国际)标准准。总谐波波电流吸收收率：。 ().采用高性性能防涌流流接触器投投切各滤波波支路，完完善的控制制系统，保保护功能齐齐全，具有有短路保护护、过压保保护、过流流保护等，运运行可靠，操操作简单(防止系统统谐振：预预防电气设设备故障、保保证供电安安全。(). 改善系统统功率因素素

28、：降低电电网损耗、提提高设备效效率。电路路月平均功功率因数：。(). 安安装谐波治治理装置后后，有效的的降低了谐谐波电流，增增加了变压压器的有效效容量，可可增加相应应的带载能能力，减少少扩容所需需的投资。(). 安安装谐波治治理装置后后，可有效效的降低变变压器的损损耗，提高高变压器的的安全运行行系数，保保证对谐波波敏感的保保护装置和和器件不发发生误动作作。起到节节能降耗的的目的;节能率达,减小集肤肤效应，热热损、铜损损、铁损、磁磁损、噪音音大为下下降，符合合国家对能能源节约和和降耗的指指示和可持持续发展的的要求。并并且，经过过治理后的的谐波电流流含量不超超过电流国国标限值（），电电压总畸变变率

29、不超过过国标限值值，如下表表所示：国家标准各各次谐波电电流限值标准电压基准短路容容量谐波电压总总畸变率的的国标限值值电网标称电电压电压总谐波波畸变率各次谐波电电压含有率率 奇次 偶偶次、设备产品品清单 序号设备名称 型号（规规格）数量备注煅烧车间有源滤波器器套英国萨梅特特新焙烧有源滤波器器套英国萨梅特特成型车间有源滤波器器套英国萨梅特特电流传感器器 个瑞士集团铜芯电力电电缆米无锡远东电电缆厂铜芯电力电电缆米无锡远东电电缆厂屏蔽电缆米说明:此配配制是根据据现场测试试及炭素厂厂要求,将将项目原计计划装置的的三台容量量有源滤波波器改为四四台容量有有源滤波器器装置(主主要考虑将将来生产需需要增添负负载

30、设备,不必再增增加滤波器器).本装装置具有消消除谐波的的同时补偿偿无功功率率.五、产品简简介 .萨梅特()有源电力力滤波器简简介： ()有有源电力滤滤波器是一一种用于动动态抑制谐谐波、补偿偿无功功率率的新型电电力电子装装置，采用用高频电力力电子开关关变换技术术、模拟和和数字混合合电路技术术进行电流流检测和电电流注入的的新型电力力电子装置置。能对大大小和频率率都变化的的谐波及无无功功率进进行补偿。和和传统的无无源滤波器器相比，有有突出的优优点。 ()对各次谐谐波和分数数谐波均能能有效地抑抑制，且可可提高功率率因数； ()系统阻阻抗和频率率发生波动动时，不会会影响补偿偿效果。并并能对频率率和幅值都

31、都变化的谐谐波进行跟跟踪补偿，且且补偿特性性不受电网网阻抗的影影响； ()不会产生生谐振现象象，且能抑抑制由于外外电路的谐谐振产生的的谐波电流流的变化； ()用一一台装置就就可以实现现对各次谐谐波和基波波无功功率率的补偿； ()不存存在过载问问题，即当当系统中谐谐波较大时时，装置仍仍可运行，无无需断开等等。 由以上上可看出，它它克服了传传统的无源源滤波器的的缺点，具具有良好的的调节性能能，因而有有很大的发发展前途。. ()有源电力滤波器系统结构()有源电力滤波器系统结构如图所示。()有源电力力滤波器的的基本工作作原理是：实时检测测补偿对象象的电压和和电流，经经指令电流流运算单元元计算出补补偿电

32、流指指令信号，该该信号经补补偿电流发发生电路放放大产生补补偿电流，补补偿电流与与负载电流流中需用补补偿的谐渡渡及无功等等电流抵消消，最终得得到期望的的电源电流流。在图中中的体现是是，当需要要补偿负载载所产生的的谐波电流流时，有源源电力滤波波器检测出出补偿对象象负载电流流中的谐波波分量后，将将其反极性性作为补偿偿电流的指指令信号*，再由补补偿电流发发生电路产产生补偿电电流，其中中补偿电流流与负载电电流中谐波波分量大小小相等，方方向相反，因因而两者相相互抵消，使使得电源中中电流中只只含基波，达达到消除电电源电流中中谐波的目目的。 图为为有源滤波波器的系统统框图。通通过传感器器检测非线线性负载的的电

33、流、经经电流信号号调理后送送入指令电电流产生电电路，指令令电流产生生模块是由由公司的 为核心建建立的。计计算出需要要补偿的谐谐波和无功功电流后，通通过外部送入电流流跟踪控制制电路。霍霍尔传感器器检测有源源电力滤波波器主电路路的电流、，经经电流信号号调理后也也送入电流流跟踪控制制电路，电电流跟踪控控制电路对对主电路补补偿电流与与指令电流流进行滞环环比较后送送出栅极开开关驱动信信号，驱动动电路接受受来自前级级电流跟踪踪控制电路路的信号，并并经隔离放放大后驱动动主电路的的开关管，以以控制主电电流的电路路跟随指令令电流的变变化，最终终达到实时时补偿谐波波与无功功功率的目的的。电压传传感器检测测变流器直

34、直流侧总电电压，经电电压信号调调理后送入入指令电流流发生电路路，通过合合理的控制制以凋节直直流侧电压压的稳定。启启动、关断断和保护模模块按一定定的时序控控制装置的的启动和关关断，并提提供装置的的过流、过过压、过热热、缺相等等故障保护护功能。. 有源电电力滤波器器主电路设设计有源电力力滤波器主主电路的形形式绝大多多数采用电电压型，()有源滤滤波器选择择主电路为为并联电压压型、单个个变流器的的形式。()有源滤滤波器主电电路设计需需要解决的的问题是：主电路容容量的计算算；开关器器件的选择择及其参数数的确定；对补偿电电流的跟踪踪特性起决决定作用的的参数(输输出电感、直直流侧电容容电压、滞滞环宽度)的设

35、计计；按所选选器件要求求的驱动电电路的设计计以及整个个装置的各各种保护电电路设计。( )主电路容量的计算 有源电力滤波器的容量由式()确定 式式中：为电电网相电压压有效值； 为补偿电电流有效值值。 如果所所设计装置置的容量为为 ，则 ( ) 功率开开关器件的的选取()有源滤滤波器选取取适用于中中的全控型型开关器件件主要有、等等，器件。( )主电路滞环宽度的选取 有源电力滤波器的指令电流包含高次谐波和暂态电流，实际输出的电流对指令电流有很高的跟踪能力。下面以相为例，分析采用滞环控制时逆变器的工作频率与电网电压、变流器直流侧电压及主电路电感值和滞环宽度间的相互关系。 对于相半桥逆变电路，可得电路方

36、程为式()为正正，即电感感电流在上上升。 设，假假定逆变器器的工作开开关频率较较高，在一一个开关周周期内可认认为电压基基本不变，则则滞环控制制时补偿电电流的波形形如图所示示，其中为滞环宽宽度。 由由图，以及及式()和和式()，可可分别计算算出电流的的上升时间间和下降时时间，即 由由式()知知，逆变器器的最小工工作频率和和最大工作作频率分别别为 取取电流滞环环宽度为为，直流流侧电压为为，主电路路电感为，则则由上述公公式可得：最小开关关频率为 ，最大大开关频率率为，平平均开关频频率 。 ( )直流侧电压的计算和电容的选取 主电路的工作模式及相应的开关系数，如表所列，等效电路图如图所示。 当当时，电

37、流流上升，即即要求如果果直流侧电电压不能满满足大于有有源电力滤滤波器与供供电系统连连接点的相相电压峰伉伉()的倍倍，即同理，当时，电流流下降，即即要求 也也不会永远远成立。 所所以直流侧侧电压应满满足如下条条件，即 意意味着主电电路直流侧侧电压值应应大于有源源电力滤波波器与供电电系统连接接点的相电电压峰值()的倍。在在此基础上上，直流侧侧电压值越越大，补偿偿电流的跟跟随性能越越好，但器器件的耐压压要求也就就越高，因因此()有源电力力滤波器的的设计是综综合考虑的的。 由式()，得 由由此选取直直流侧参考考电压为。 在某一周期内电容始终处于充电或放电状态，直流侧电容电压最大允许偏离设定值为，则(

38、).输输出电感值值的选取有源源滤波器的的补偿特性性丰要取决决于输出补补偿电流对对于补偿指指令电流的的跟踪控制制能力。而而输出电感感值直接决决定了补偿偿电流的跟跟踪速度，从从而很大程程度地影响响电力有源源滤波器的的工作性能能。电感值值过大，则则系统不能能适时跟踪踪指令电流流信号，而而且电感值值的增大也也会造成设设备成本的的增加；反反之。如果果太小，则则补偿后的的纹波电流流过大。()有源电力力滤波器设设计时合理理选择主电电路交流侧侧输出电感感值。()电感的最最大取值由主电路的的模型，对对于相有式()中，对对于不同的的谐波源和和不同的补补偿要求，指指令电流*是不同的的，其最大大电流变化化率与补偿偿参

39、考电流流的具体表表达形式密密切相关。其其经验公式式为 ().电电感的最小小取值 如果果电感取值值太小，则则会使补偿偿电流的纹纹波过大，影影响有源电电力滤波器器的补偿效效果。因此此，电感的的最小值主主要由主电电路开关器器件所产牛牛的纹波决决定，电感感的作用是是将其在补补偿电流上上产生的纹纹波限定在在一定范围围内。有源源电力滤波波器的实际际输出电流流偏离指令令电流的最最大允许值值为，()有源电电力滤波器器以根据式式()和式式()，并并结合实际际情况对交交流侧电感感值进行选选取和调整整，从而选选择合适的的电感值。.()有源源滤波装置置的应用()有源滤滤波装置并并联于系统统电网中，通通过实时检检测非线

40、性性负载产生生的谐波电电流和无功功电流，快快速产生与与其大小相相等，方向向相反的补补偿电流并并注入系统统，达到滤滤除谐波并并改善功率率因数的目目的。是用用于动态抑抑制谐波、补补偿无功功功率的新型型电力电子子装置，能能对大小和和频率都变变化的谐波波及无功功功率进行补补偿。和传传统的无源源滤波器相相比，有突突出的优点点。()对对各次谐波波和分数谐谐波均能有有效地抑制制，且可提提高功率因因数；()系统阻抗抗和频率发发生波动时时，不会影影响补偿效效果。并能能对频率和和幅值都变变化的谐波波进行跟踪踪补偿，且且补偿特性性不受电网网阻抗的影影响；()不会产生生谐振现象象，且能抑抑制由于外外电路的谐谐振产生的

41、的谐波电流流的变化；()用一一台装置就就可以实现现对各次谐谐波和基波波无功功率率的补偿；()不存存在过载问问题，即当当系统中谐谐波较大时时，装置仍仍可运行，无无需断开等等,具有良好好的调节性性能。萨梅特()有源滤波波装置优点点： l 无需现场检检测数据，即即装即用l 适合快速变变动的负载载情况，以以及其他无无源滤波无无法治理的的场合；在在特殊情况况下还可作作为性能优优异的动态态无功补偿偿装置（使使功率因数数稳定在设设定值，而而不是像常常规的动态态或静态无无功补偿，只只是将功率率因数控制制在一定范范围内变动动）l 与其他进口口同类产品品比较，性性能更加优优越，更加加集成化，具具有价格竞竞争优势，性性价比高性能及参数数： 取样电流：（二次次电流） 单次电流谐谐波限值：