有缘电力滤波器毕业论文设计研究成果.ppt

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APF有源电力滤波器电能质量治理专家电能质量治理专家岳莉苹15153139806有源电力滤波器的有源电力滤波器的功能功能概念效益优势运用1谐波治理谐波治理：

治理负载电流畸变2无功补偿：

无功补偿：

补偿基波正序无功分量3三相电流不平衡：

三相电流不平衡：

补偿基波负序分量补偿零序分量功能功能AN-APFAN-APF有源电力滤有源电力滤波器基本原理框图波器基本原理框图优势效益运用功能-ihiS=（iLj+ih）+（-ih）=+电源非线性负载ISILILjihAN-APF滤波器有源电力滤波器优势有源电力滤波器优势概念原理效益运用优势

（一）设计安装无需考虑系统阻抗，应用范围广，效率高

（二）模块化设计，体积小，重量轻，现场实施无需大型吊机（三）抽屉式、壁挂式、立柜式多种安装方式，适应不同安装需求。

（四）可接入电能电能质量监测与治理系统质量监测与治理系统，实时监测，按需补偿优势什么是有源电力什么是有源电力滤波器滤波器优势效益运用功能是指可以主动发出电流消除系统谐波，具有补偿部分无功和平衡三相电流，并且不与系统发生谐振，适应性强的新一代电力电子设备。

APFPPFSVGASVGLSVGSVG+.谐波治理效益分析谐波治理效益分析概念原理优势效益运用谐波治理效益降低变压器损耗降低变压器损耗保障供电系保障供电系统稳定统稳定保护用户精保护用户精密仪器密仪器54123提高无功补提高无功补偿柜使用效偿柜使用效率率降低设备降低设备折旧费用折旧费用谐波治理效益分析谐波治理效益分析设备损设备损害害概念原理优势效益运用谐波过大集肤效应N线电流过大线路绝缘老化加速电缆发热用电安全隐患加剧，火灾隐患谐波过大耦合产生线路压降电压畸变严重，重要设备供电受到影响设备损坏，不能正常工作谐波过大电流CF值变大断路器频繁跳闸，供电不稳经常停电，生产经营损失严重谐波治理效益分析谐波治理效益分析设备损设备损害害概念原理优势效益运用谐波治理效益分析谐波治理效益分析设备损害设备损害概念原理优势效益运用典型案例典型案例概念原理优势效益常熟智慧城市常熟智慧城市合肥日立建机合肥日立建机无锡恒隆广场无锡恒隆广场典型典型案例案例江阴港大港集团江阴港大港集团概念原理优势效益安科瑞有源电力滤波器典型案例展示安科瑞有源电力滤波器典型案例展示安科瑞有源电力滤波器典型案例展示安科瑞有源电力滤波器典型案例展示江阴大港江阴大港江阴大港江阴大港集团集团集团集团江苏江阴港港口集团股份有限公司由始建于1955年的原江苏省江阴港务管理局改制设立，为无锡地区规模最大的社会公用码头的经营实体。

公司位于长江三角洲太湖平原北侧，东经120145”，北纬31555”，有十分完善的公路、铁路、水路交通网，沪宁、沿江、锡澄三条高速公路将本公司与腹地进一步拉近，7条干线公路和18条支线公路形成的公路网为到港货物进出创造了快捷的集疏运条件。

公司目前拥有7个万吨级码头泊位，码头前沿最枯水深-15米，最大靠泊能力为10万吨，港区占地面积104万平方米（包括新港区），年货物吞吐量为2000万吨，与世界30多个国家和港澳台地区的港口有通航业务，港口后方的江阴港口综合物流园区2010年销售额为500亿元，为江阴港打造具有现代水准的物流中心提供了坚实的基础。

公司现有控股子公司4家，为江阴中理外轮理货有限责任公司、江阴通远货运代理有限公司、江阴港联国际船务代理有限公司、江阴顺安船务有限公司；公司投资参股的公司有江阴苏南国际集装箱码头有限公司、江苏中石长江燃料有限公司。

公司目前主要从事矿石、钢材、化工、煤炭、木材、液体化工、粮食、集装箱装卸、仓储及国际船务、货运代理、国内水路、陆路货运代理、外轮理货、船舶港作拖带等业务，是我国内河最大的从事钢材、废钢仓储、交易的市场，也是我国进口矿产资源等大宗散货海进江集疏、换装最理想的基地。

无功补偿不达标电流冲击过大、电容器烧毁概念原理优势效益安科瑞有源电力滤波器典型案例展安科瑞有源电力滤波器典型案例展安科瑞有源电力滤波器典型案例展安科瑞有源电力滤波器典型案例展示示示示江阴大港集团江阴大港集团江阴大港集团江阴大港集团江阴港门机负载有源滤波方案安科瑞电气股份有限公司2013年8月3日目录1概述32现场谐波工况42.12号变电站62.23号变电站72.35号变电站83谐波治理方案93.1方案设计93.2谐波治理依据的国家标准93.3设备选型及工程造价103.4客户收益与静态投资回收期124.有源电力滤波装置配置方案134.1设备型号说明134.2产品外形144.3工作原理144.4主要技术特点154.5技术参数154.6滤波方案选择框图164.7安装技术要求185有源电力滤波功能模块介绍205.1控制器模块205.2变流器模块215.3电抗器模块225.4人机操作界面APF-HMI235.5电流采样互感器25附：

谐波抑制及治理的容量设计27附1.谐波电流估算27附2：

谐波补偿装置容量选型281概述随着电力电子变流装置的应用日益广泛，电能得到了更加充分的利用。

但非线性电力装置设备的广泛应用产生了大量畸变的电流谐波，畸变电流在电网中的流动导致了谐波电压；谐波污染越来越多地威胁到电力系统安全、稳定、经济运行，给同一网络的线性负载和其它用户带来了极大影响。

谐波已与电磁干扰、功率因数降低并列为电力系统的三大公害。

所以了解谐波产生的原理、研究消除供配电系统中的高次谐波问题对改善供电质量和确保电力系统安全经济运行有着非常积极的意义。

谐波测量是谐波问题中的一个重要分支，对抑制谐波、解决谐波产生的问题有着重要的指导作用。

因此对谐波的测量和分析是电力系统分析和控制中的一项重要工作，是继电保护、故障测量等工作开展的重要前提。

主要谐波产生源如下表：

名称所属行业变频装置商业、市政、民用、公用事业、工矿企业等UPS、开关电源、逆变电源公用事业、商业、电子、通讯等地铁、轻轨、充电站（桩）交通单（多）晶硅生产设备、中频炉制造业电弧炉、交流弧焊机、感应加热装置机械、能源、化工谐波的危害使电力元件附加损耗加大，易引发火灾谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。

大量三次谐波流过中线会使线路过热，甚至引起火灾。

影响电气设备的正常运行谐波会影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏。

引起电网谐振这种谐振可能使谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统，特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁，经常使电容器和电抗器烧毁。

使继电保护误动作，电气测量误差过大谐波会导致继电保护，特别是微机综合保护器与自动装置误动作，造成不必要的供电中断和生产损失；谐波还会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给用电管理部门或电力用户带来经济损失。

使工控系统崩溃临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰，轻则产生噪声，降低通信质量，计算机无法正常工作；重则导致信息丢失，使工控系统崩溃。

2现场谐波工况2013年4月3日，我司系统工程师携专有设备对江阴港某分变东10.25门机（配电回路标识）进行了电能质量测量，该负载为典型的6脉波整流负载，谐波主要以5/7/11为主，电流THD基本达到了40%左右，负载为冲击性负载，由于谐波比较大，因此功率因数低值会降到0.8左右，电压THD也升高到近3%。

现场实测数据截图如下：

现场实测数据截图2013年8月9日，我司工程师又对现场5个变电所做了全面的谐波检测，在现场实测时发现1号、2号、3号、5号变电站B相和C相均反向，初步怀疑是在总进线输出端就反向连接。

几个变电站所载负载类型不同，使用时间也不一定，于是就集中在下午选择了四个变电站进行测量。

下面详细分析几个谐波比较严重的变电站测试数据。

2.12号变电站现场实测的为2号变电站负载用电情况如上图所示：

低压400V系统中电压波形、电流波形、波峰系数、电流谐波含量。

图中电压波形接近标准50HZ正弦波。

电流波形就很不理想，波峰向下凹陷，A、B、C三相电流波峰系数为1.50、1.50、1.52，峰值电流为258A、224A、205A，电流谐波总畸变率为13%、14%、15.8%。

不满足GB/T14549-1993电能质量：

公用电网谐波低压400V系统谐波总畸变率不得大于5%的标准，因而有必须要进行谐波治理。

2.23号变电站从图中可以看出，3号变电站负载量很大，峰值电流高达1330A，有效值500A左右，在如此高的负荷下，电现场实测的为3号变电站负载用电情况如上图所示：

低压400V系统中电压波形、电流波形、波峰系数、电流谐波含量。

图中电压波形接近标准50HZ正弦波。

电流波形畸变，波峰向下凹陷，A、B、C三相波峰系数为2.30、2.00、2.72，峰值电流为1160A、976A、1330A，电流谐波总畸变率为16.8%、16.2%、18.1%。

远远高于GB/T14549-1993电能质量：

公用电网谐波低压400V系统，谐波总畸变率不得大于5%的标准，因而有必要进行谐波治理。

电流畸变率明显上升，在C相电流达1330A的同时，电流畸变率高达18.1%。

2.35号变电站现场实测的为5号变电站负载用电情况如上图所示：

低压400V系统中电压波形、电流波形、波峰系数、电流谐波含量。

图中电压波形接近标准50HZ正弦波。

电流波形严重畸变呈锯齿状，A、B、C三相波峰系数为1.55、1.54、1.55，峰值电流为528A、552A、544A，电流谐波总畸变率为16.6%、15.8%、15.6%。

远远高于GB/T14549-1993电能质量：

公用电网谐波低压400V系统，谐波总畸变率不得大于5%的标准，因而有必要进行谐波治理。

从截图上看，5号变电站3次谐波含量也均超出标准值，经了解，5号变电站主要是办公楼、宿舍等用电，依据以往项目经验推算N相畸变应该很大。

但由于5号变电站N相电流电压无法取到，此处无法给出具体数据。

3谐波治理方案3.1方案设计在对配电现场进行实地考察后，建议对各个变电站负载进行谐波治理，采用集中补偿方式，方案示意图如下：

图12号变电站和5号变电站谐波治理方案图23号变电站谐波治理方案因现场非线性负载（经检测，主要为起重机回路）多，且具有地域分散，冲击电流大的特点，易采用集中式补偿治理方式。

采用无功功率补偿和谐波治理综合方案可兼顾无功补偿和谐波治理功能，该方案利用现有无功补偿控制柜，减少用户改造投入成本。

将有源电力滤波装置并联到配电网络中，一方面可有效抑制谐波放大，保护电容器，而装置的检修与日常维护只需从电网中切除，不影响现场的正常运营。

该方案若得以实施，若结合远程监测系统（可后续逐步实施），客户将会对配电现场进行全面实时监测，及时发现隐患故障，避免停电事故；全面监视并控制电能质量，改善谐波影响，提高系统安全和运行效率，随时跟踪谐波污染变化，使设备维护有的放矢。

3.2谐波治理依据的国家标准GB/T14549-1993电能质量：

公用电网谐波GB/T15543-2008电能质量：

三相电压允许不平衡度GB/T12325-2008电能质量：

供电电压允许偏差GB/T12326-2008电能质量：

电压波动和闪变GB/T18481-2001电能质量：

暂时过电压和瞬态过电压GB/T15945-2008电能质量：

电力系统频率允许偏差GB7625.1-1998低压电气电子产品发出的谐波电流限值GB/T15576-1995低压无功功率静态补偿装置总技术条件3.3设备选型及工程造价依据我方对江苏江阴港港口集团所掌握的情况，及参照本方案第2部分对某具有代表性回路的实地测量，谐波源集中在2号变、3号变和5号变负载回路，故建议用户方对以下回路选配有源电力滤波装置：

序号地点数量型号12号变电站1ANAPF100-400/B23号变电站3ANAPF100-400/B35号变电站1ANAPF50-400/B设备价格及清单如下：

50三相四线有源滤波柜（ANAPF50-400/B）报价（元/台）：

80,000.00成套柜号：

50三相四线名