并聯(lián)型有源電力濾波器的實(shí)現(xiàn)方法

1、并聯(lián)型有源電力濾波器的實(shí)現(xiàn)方法 第1頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三諧波國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14549公用電網(wǎng)諧波電壓（電壓） 電網(wǎng)標(biāo)稱 電壓 KV電壓總諧波 畸變率%各次諧波電壓含有率：% 奇次 偶次 0.38 5.0 4.0 2.0 6 4.0 3.2 1.6 10 35 3.0 2.4 1.2 66 110 2.0 1.6 0.8第2頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三關(guān)于諧波諧波源負(fù)載分類名 稱所屬行業(yè)變頻裝置商業(yè)、市政、民用、公用事業(yè)、工礦企業(yè)等UPS、開(kāi)關(guān)電源、逆變電源公用事業(yè)、商業(yè)、電子、通訊等地鐵、輕軌、充電站（樁）交通單（多）晶硅生產(chǎn)

2、設(shè)備、中頻爐制造業(yè)電弧爐、交流弧焊機(jī)、感應(yīng)加熱裝置機(jī)械、能源、化工第3頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三關(guān)于諧波典型電流波形諧波源設(shè)備交流調(diào)壓器六脈沖變流器十二脈沖變流器電流波形總諧波畸變率觸發(fā)角決定28%15%第4頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三關(guān)于諧波主要行業(yè)主要行業(yè)諧波電流畸變數(shù)據(jù)行業(yè)類型推薦THDi諧波源負(fù)載辦公樓宇15%計(jì)算機(jī)設(shè)備、中央空調(diào)、各類節(jié)能燈、辦公類用電設(shè)備、大型電梯醫(yī)療行業(yè)20%重要醫(yī)技設(shè)備、核磁共振設(shè)備、加速器、CT、X光機(jī)、UPS等通信機(jī)房35%大功率UPS、開(kāi)關(guān)電源公共設(shè)施25%可控硅調(diào)光系統(tǒng)、UPS、中央空調(diào)銀行金融2

3、0%UPS、電子設(shè)備、空調(diào)、電梯生產(chǎn)制造20%變頻驅(qū)動(dòng)、直流調(diào)速驅(qū)動(dòng)水處理廠25%變頻器、軟啟動(dòng)器第5頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三諧波危害第6頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三關(guān)鍵參數(shù)參數(shù)1：容量 與其它三相交流電力設(shè)備的容量定義相同，有源電力濾波器裝置的容量SAPF為：式中，UAPF和IAPF分別為有源電力濾波器交流側(cè)線電壓和線電流的有效值。市售APF大多采用電流標(biāo)稱，如75A對(duì)應(yīng)的容量為50kVA、150A對(duì)應(yīng)100kVA。第7頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三關(guān)鍵參數(shù)參數(shù)2：補(bǔ)償次數(shù)補(bǔ)償次數(shù)是可補(bǔ)償?shù)闹C波次數(shù)，國(guó)外廠

4、家一般定義2-60次同時(shí)可選20種。不是補(bǔ)償次數(shù)越高性能就越好。需注意以下問(wèn)題：1、弄清負(fù)載的諧波電流哪些頻次是必須補(bǔ)償?shù)?，若?fù)載的高次諧波電流很小就沒(méi)有補(bǔ)償?shù)谋匾?，一般而?5次以上的諧波電流很小。2、不是任何頻次電流都可以達(dá)到額定值，如：75A的APF出75A的50次諧波電流。3、APF輸出電流的頻次分配比例是按典型負(fù)載設(shè)計(jì)的。越是高次電流(13次)以上，輸出能力越差。第8頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三關(guān)鍵參數(shù)參數(shù)3：補(bǔ)償率 在負(fù)載諧波電流處于APF補(bǔ)償電流范圍內(nèi)時(shí)，單臺(tái)APF諧波補(bǔ)償率的定義如下：補(bǔ)償率是針對(duì)典型負(fù)載的，不是任何負(fù)載時(shí)都能達(dá)到。起草中的APF國(guó)標(biāo)

5、規(guī)定補(bǔ)償率應(yīng)75%。任何廠家的補(bǔ)償率都是針對(duì)典型負(fù)載的，且定義有差別，起草中的APF國(guó)標(biāo)對(duì)補(bǔ)償率的定義及測(cè)試方法有明確規(guī)定。Ih濾波裝置工作后，電網(wǎng)側(cè)的第h次諧波電流方均根值；Inh濾波裝置工作前，電網(wǎng)側(cè)的h次諧波電流方均根值。第9頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三關(guān)鍵參數(shù)參數(shù)4：響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間是指諧波負(fù)載投入后，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間電網(wǎng)的諧波電流被完全濾除(只有基波)或達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。圖(a)給出了電網(wǎng)電流和負(fù)載電流的波形；圖(b)給出了電網(wǎng)電流和APF輸出電流的波形。可看出，負(fù)載電流從0到額定電流130A時(shí)，經(jīng)過(guò)20ms后APF完全補(bǔ)償了諧波電流，這證明了APF的響應(yīng)時(shí)間為2

6、0ms。 第10頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三關(guān)鍵參數(shù)參數(shù)4：響應(yīng)時(shí)間1、響應(yīng)時(shí)間指的是諧波電流被完全消除所需的時(shí)間。瞬時(shí)響應(yīng)時(shí)間指的是開(kāi)始出諧波的時(shí)間，有的廠家給出us級(jí)的瞬時(shí)響應(yīng)時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間沒(méi)有關(guān)聯(lián)。2、響應(yīng)時(shí)間越小跟蹤速度越快，可以應(yīng)用于負(fù)載快速波動(dòng)的場(chǎng)合。3、有的廠家給出的不是諧波電流被完全消除所需的時(shí)間，可能是消除50-90%諧波所需時(shí)間。超過(guò)40ms的響應(yīng)時(shí)間不適于負(fù)載快速波動(dòng)的場(chǎng)合。第11頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三設(shè)計(jì)選型第12頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三設(shè)計(jì)選型第13頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，

7、5月20日，7點(diǎn)39分，星期三選型計(jì)算計(jì)算公式：諧波電流基波電流電流諧波畸變率衍生公式：S: 變壓器視在容量K: 變壓器利用率第14頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三選型計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算簡(jiǎn)化公式： 諧波含量=計(jì)算電流THDi 總線補(bǔ)償： THDi一般取10%35% 負(fù)載補(bǔ)償： THDi根據(jù)負(fù)載而定，一般為15%100%，典型值為20%30%第15頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三選型計(jì)算行業(yè)類型諧波源負(fù)載推薦THDi治理方式辦公樓宇計(jì)算機(jī)設(shè)備，中央空調(diào)，各類節(jié)能燈、辦公類用電設(shè)備、大型電梯15%集中治理醫(yī)療行業(yè)重要醫(yī)技設(shè)備：核磁共振設(shè)備、加速器、CT、X

8、光機(jī)等20%集中治理通信機(jī)房大功率UPS、開(kāi)關(guān)電源35%集中治理部分行業(yè)總線電流諧波畸變率記錄表第16頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三選型計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算舉例某通信機(jī)房UPS負(fù)載容量為30kVA，用戶側(cè)電壓為220V，因?yàn)樨?fù)載為UPS，其典型推薦ThdI取值為35%，根據(jù)諧波電流的簡(jiǎn)化計(jì)算公式可得：每相負(fù)載電流可以取50A；每相估算諧波電流故選用補(bǔ)償電流為30A50A的有源濾波器即可滿足抑制諧波的需要。 第17頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三APF有源濾波器實(shí)現(xiàn)功能完美的電能質(zhì)量并聯(lián)型APF有源濾波器第18頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)39分，星期三APF有源濾波器實(shí)現(xiàn)功能1諧波治理：治理負(fù)載電流畸變2無(wú)功補(bǔ)償：補(bǔ)償基波正序無(wú)功分量3三相電流不平衡：補(bǔ)償基波負(fù)序分量補(bǔ)償零序分量并聯(lián)