諧波治理方案

諧波治理方案諧波治理方案諧波治理方案諧波治理方案編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:諧波治理方案目錄評(píng)估依據(jù)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容………2國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波的要求…………2項(xiàng)目概述………………2現(xiàn)場(chǎng)情況描述項(xiàng)目背景…………2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)……………………5結(jié)論………………9諧波治理方案………………………9諧波來源及危害…………………9諧波的防護(hù)………………………11數(shù)值計(jì)算…………12設(shè)計(jì)選型…………14PQFS有源濾波器介紹………………16工作原理…………16PQFS有源濾波器技術(shù)數(shù)據(jù)……………………19安裝方式…………20控制技術(shù)…………20無功補(bǔ)償功能……………………21PQFS典型應(yīng)用效果……………21PQFS有源濾波器照片………………221.評(píng)估依據(jù)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容1．1國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波的要求：根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549-93中規(guī)定公用電網(wǎng)諧波電壓（相電壓）、電流限值如下：1）諧波電壓限值公用電網(wǎng)諧波電壓（相電壓）不應(yīng)超過下表中規(guī)定的允許值。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：%奇數(shù)偶數(shù)102）諧波電流限值a)公共連接點(diǎn)的全部用戶向該點(diǎn)注入的諧波電流分量（方均根值）不應(yīng)超過下表中規(guī)定的允許值。諧波次數(shù)及諧波電流允許值：A1010100b)同一公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶向電網(wǎng)注入的諧波電流允許值按此用戶在該點(diǎn)的協(xié)議容量與其公共連接點(diǎn)的供電設(shè)備容量之比進(jìn)行分配。2．項(xiàng)目概述2．1現(xiàn)場(chǎng)情況描述項(xiàng)目背景1）測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)描述公司車間供電系統(tǒng)進(jìn)行諧波檢測(cè)，本次測(cè)試儀器選用FLUKE435電能質(zhì)量測(cè)試儀，測(cè)試點(diǎn)分別設(shè)置在低壓配電房總進(jìn)線開關(guān)的輸出端（見圖一）、陰極涂布機(jī)密母插接箱電源開關(guān)的輸出端（見圖二）、化成機(jī)密母插接箱電源開關(guān)的輸出端（見圖三）、攪拌機(jī)控制箱電源開關(guān)的輸出端（見圖=4\*CHINESENUM3四）。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，線路存在較大的諧波電流，主要諧波次數(shù)為3次、5次、7次、11次。由于供電系統(tǒng)電能質(zhì)量惡劣，諧波畸變率高，給設(shè)備的正常運(yùn)行帶來了極大的安全隱患。測(cè)試點(diǎn)3#變饋線柜饋線柜饋線柜饋線柜采集點(diǎn)采集點(diǎn)圖一、低壓配電房測(cè)試點(diǎn)示意圖圖二、陰極涂布機(jī)測(cè)試點(diǎn)示意圖圖三、化成機(jī)測(cè)試點(diǎn)示意圖圖四、攪拌機(jī)測(cè)試點(diǎn)示意圖2．2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)2．2．1低壓配電房測(cè)試數(shù)據(jù)1）電壓波形圖2）電流波形圖 3）諧波電流計(jì)量屏幕4）諧波電壓計(jì)量屏幕 5）諧波頻譜屏幕6）記錄數(shù)據(jù)附錄一：低壓配電房測(cè)試記錄數(shù)據(jù)；附錄二：低壓配電房測(cè)試諧波頻譜全圖。2．2．2陰極涂布機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)1）電壓波形圖2）電流波形圖 3）諧波電流計(jì)量屏幕4）諧波電壓計(jì)量屏幕5）諧波頻譜屏幕6）記錄數(shù)據(jù)附錄三：陰極涂布機(jī)測(cè)試記錄數(shù)據(jù)；附錄=4\*CHINESENUM3四：陰極涂布機(jī)測(cè)試諧波頻譜全圖。2．2．3化成機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)1）電壓波形圖2）電流波形圖 3）諧波電流計(jì)量屏幕4）諧波電壓計(jì)量屏幕5）諧波頻譜屏幕6）記錄數(shù)據(jù)附錄=5\*CHINESENUM3五：化成機(jī)測(cè)試記錄數(shù)據(jù)；附錄=6\*CHINESENUM3六：化成機(jī)測(cè)試諧波頻譜全圖。2．2．4攪拌機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)1）電壓波形圖2）電流波形圖3）諧波電流計(jì)量屏幕4）諧波電壓計(jì)量屏幕5）諧波頻譜屏幕6）記錄數(shù)據(jù)附錄=7\*CHINESENUM3七：攪拌機(jī)測(cè)試記錄數(shù)據(jù)；附錄=8\*CHINESENUM3八：攪拌機(jī)測(cè)試諧波頻譜全圖。2．3結(jié)論從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得到的數(shù)據(jù)可以看出，供電線路中3、5、7、11、13次諧波電流含量較高，其中最高的諧波電流總畸變率達(dá)﹪，大大超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》所規(guī)定的諧波限值，供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量污染程度非常嚴(yán)重，存在極大的安全隱患，必須引起有關(guān)部門高度重視，應(yīng)及時(shí)治理。3．諧波治理方案3．1諧波來源及危害諧波是對(duì)周期性交流量進(jìn)行付立葉級(jí)數(shù)分解，得到的基波頻率大于1的整數(shù)倍的頻率分量。由于諧波的頻率是基波頻率的整數(shù)倍，也常稱它為高次諧波。電力系統(tǒng)本身包含的能產(chǎn)生諧波電流的非線性元件主要是變壓器的空載電流，交直流換流站的可控硅控制元件，可控硅控制的電容器、電抗器組等。但是，電力系統(tǒng)諧波更主要來源是各種非線性負(fù)荷用戶，如各種整流設(shè)備、調(diào)節(jié)設(shè)備、電弧爐、軋鋼機(jī)以及電氣拖動(dòng)設(shè)備。各種低壓電氣設(shè)備和家用電器所產(chǎn)生的諧波電流也能從低壓側(cè)饋入高壓側(cè)，對(duì)于這些設(shè)備，即使供給它理想的正弦波電壓，它的電流也是非正弦的，即有諧波電流存在。非線性負(fù)載其諧波含量決定于它本身的特性和工況，基本上與電力系統(tǒng)參數(shù)無關(guān)，因而可看作諧波恒流源。這些用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波電流注入電力系統(tǒng)，使系統(tǒng)各處電壓含有諧波分量。由諧波引起的設(shè)備事故屢見不鮮。諧波已成為污染公用電網(wǎng)和危害其它設(shè)備的“公害”。諧波對(duì)電力系統(tǒng)或并聯(lián)的負(fù)載產(chǎn)生的種種危害，危害的程度決定于諧波量的大小、現(xiàn)場(chǎng)條件等因素。諧波的危害主要表現(xiàn)為：1）對(duì)變壓器的危害諧波電流使變壓器的銅耗增加，特別是3次及其倍數(shù)次諧波對(duì)三角形連接的變壓器，會(huì)在其繞組中形成環(huán)流，使繞組過熱；對(duì)全星形連接的變壓器，當(dāng)繞組中性點(diǎn)接地，而該側(cè)電網(wǎng)中分布電容較大或者裝有中性點(diǎn)接地的并聯(lián)電容器時(shí)，可能形成3次諧波諧振。其次是產(chǎn)生機(jī)械震動(dòng)、噪聲和諧波過電壓。2）對(duì)繼電保護(hù)裝置的危害繼電保護(hù)裝置采用電磁型和感應(yīng)型繼電器時(shí)，基本不受諧波影響。整流型和晶體管型繼電器對(duì)諧波較為敏感，有可能引起誤動(dòng)作。目前在中壓系統(tǒng)大量應(yīng)用的組合式過流繼電器多為晶體管型，其中有些產(chǎn)品設(shè)置涌流等功能，能夠通過對(duì)變壓器的投切造成的勵(lì)磁電流中特定次數(shù)諧波進(jìn)行檢測(cè)，避免涌流造成的誤動(dòng)作，差動(dòng)繼電器、零序及負(fù)序繼電器由于整定值小，易受諧波電流影響。3）對(duì)電容器補(bǔ)償裝置的危害為提高系統(tǒng)功率因數(shù)，通常需裝設(shè)并聯(lián)電容器組。在工頻頻率下，這些電容器的容抗比系統(tǒng)感抗大的多，不會(huì)產(chǎn)生諧振。但對(duì)高次諧波，系統(tǒng)感抗大大增加，而容抗減小，就有可能產(chǎn)生并聯(lián)或串聯(lián)諧振。并聯(lián)電容器與供電系統(tǒng)形成并聯(lián)諧振，會(huì)使諧波電流放大，以致于電壓及電流的畸變更為嚴(yán)重。此外，諧波電流疊加在電容器的基波電流上，會(huì)使電容器的電流有效值增大，溫升升高，會(huì)降低電容器的使用壽命或使電容器損壞。所以在含有諧波的供電系統(tǒng)中，不能使用單純投切電容器組的無功功率補(bǔ)償裝置。4）對(duì)配電系統(tǒng)的危害對(duì)配電的影響主要表現(xiàn)在線路損耗增加，增加功率損耗。同時(shí)諧波電壓產(chǎn)生的尖峰加速線纜絕緣的老化，引起浸漬絕緣的局部放電，溫升增大，縮短線纜使用壽命。民用建筑常見的三次諧波在N線上的積累，極易造成N線的過載。由于大部分情況下，配電系統(tǒng)在N線上不設(shè)置保護(hù)裝備，N線的超負(fù)荷運(yùn)行，埋下了火災(zāi)隱患。5）對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備的危害對(duì)于配電用斷路器來說，全電磁型斷路器易受諧波電流的影響使鐵耗增大而發(fā)熱。同時(shí)，由于對(duì)電磁鐵的影響與渦流影響使脫扣困難，且諧波次數(shù)越高影響越大；對(duì)于熱磁型斷路器，由于導(dǎo)體的集膚效應(yīng)與鐵耗增加而引起發(fā)熱，使額定電流與脫扣電流降低；對(duì)于電子型斷路器，諧波也會(huì)降低其額定電流，尤其是檢測(cè)峰值的電子斷路器，額定電流降低得更多。由此可知，上述三種配電斷路器都可能因諧波產(chǎn)生誤動(dòng)作。對(duì)于漏電斷路器來說，由于諧波泄漏電流的作用，可使斷路器異常發(fā)熱，出現(xiàn)誤動(dòng)作或不動(dòng)作。對(duì)于電磁接觸器來說，諧波電流使磁體部件溫升增大，影響觸點(diǎn)、線圈溫度，使額定電流降低。對(duì)于熱繼電器來說，因受諧波電流的影響，會(huì)使額定電流降低。在工作中它們都有可能造成誤動(dòng)作。6）對(duì)電動(dòng)機(jī)危害諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的危害主要是產(chǎn)生附加的損耗和轉(zhuǎn)矩。由于集膚效應(yīng)、磁滯、渦流等隨著頻率的增高而使電動(dòng)機(jī)的鐵心和繞組中產(chǎn)生的附加損耗增加。正序諧波嘗試使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度比基波更快,而負(fù)序諧波則嘗試使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行比基波更慢,在兩種情況下,電動(dòng)機(jī)均失去轉(zhuǎn)矩并且開始發(fā)熱。諧波電流產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)矩對(duì)電動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)矩的影響不大，但諧波會(huì)產(chǎn)生顯著的脈沖轉(zhuǎn)矩，可能出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸扭曲振動(dòng)、噪聲很大的問題。7）對(duì)弱電系統(tǒng)的危害a.當(dāng)建筑的通訊系統(tǒng)等弱電系統(tǒng)線路采用金屬管、金屬線槽敷設(shè)或采用屏蔽線纜時(shí)，諧波通過電磁感應(yīng)耦合、靜電感應(yīng)偶合方式的干擾基本可以排除.但弱電設(shè)備的電源部分如交換機(jī)電源、樓控系統(tǒng)DDC現(xiàn)場(chǎng)電源等會(huì)受到零線上的諧波干擾，嚴(yán)重時(shí)可燒毀電源模塊.部分超聲波傳感器等可能受到影響無法正常工作。b.計(jì)算機(jī)廠家一般規(guī)定其產(chǎn)品允許接受饋電電壓的THDu為3～5%，電壓峰值和有效值之比必須在±范圍內(nèi)。嚴(yán)重的諧波電壓畸變可導(dǎo)致計(jì)算機(jī)及其UPS工作失常。諧波會(huì)使計(jì)算機(jī)的圖形畸變，畫面亮度發(fā)生波動(dòng)變化，并使機(jī)內(nèi)的元件出現(xiàn)過熱，使計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤。c.各種裝有微電子控制的裝置的辦公電器均會(huì)受到諧波影響，嚴(yán)重時(shí)可造成電子芯片燒毀。電視機(jī)、顯示器易受高頻諧波干擾，出現(xiàn)閃爍和異常色帶。另外，間諧波電壓能引起圖象翻滾，對(duì)陰極射線管的圖象產(chǎn)生周期性的放大和縮小。d.各類以電源電壓過零點(diǎn)為基準(zhǔn)的計(jì)時(shí)器，在諧波電壓含有量較高時(shí)，電壓過零點(diǎn)增多，計(jì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)正誤差。8)對(duì)測(cè)量?jī)x表的危害電工測(cè)量?jī)x表通常是按工頻正弦設(shè)計(jì)。其中常見的感應(yīng)式電能表頻率響應(yīng)很差，記錄三次諧波功率時(shí)相差20%,記錄五次諧波功率時(shí)相差可達(dá)40%左右。有些用戶配電系統(tǒng)中含有大量諧波源，可向電網(wǎng)反送諧波有功功率，可能造成實(shí)付電費(fèi)高于它所消耗的基波有功功率的應(yīng)付電費(fèi)。而無諧波源的用戶在接受含諧波電壓的電源供電時(shí)，會(huì)由于負(fù)載產(chǎn)生的額外的諧波損耗而多付電費(fèi)。采用均方根值和平均值測(cè)量原理的電流表、電壓表及電量變送器均會(huì)受到諧波影響，產(chǎn)生精度偏差，其中奇次諧波引起的偏差遠(yuǎn)大于偶次諧波，電壓表誤差大于電流表誤差。采用有效值原理的測(cè)量?jī)x表可以獲得較寬的頻率特性。同樣，諧波對(duì)相位測(cè)量、功率因數(shù)測(cè)量?jī)x表影響較大。級(jí)或更高精度的電磁式CT、PT，對(duì)于2000Hz以下的電流或者1000Hz以下的電壓，具有較好的頻率特性。對(duì)于更高頻率的諧波分量，CT、PT二次輸入值會(huì)小于預(yù)期值。9)對(duì)氣體放電燈具的危害氣體放電燈具自帶的補(bǔ)償電容，在諧波電流含有率高時(shí)，會(huì)發(fā)熱并減少壽命。10)對(duì)人體的影響從人體生理學(xué)角度說，人體細(xì)胞在受到刺激興奮時(shí)，會(huì)在細(xì)胞膜靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生快速電波動(dòng)或可逆翻轉(zhuǎn)，其頻率如果與諧波頻率相接近，電網(wǎng)諧波的電磁輻射就會(huì)直接影響人的腦磁場(chǎng)與心磁場(chǎng)。3．2諧波的防護(hù)近幾年來許多廠礦企業(yè)大量使用可控硅整流和換流、電弧爐、中頻爐等諧波干擾源負(fù)荷設(shè)備，這些設(shè)備在吸收大量無功功率，使用戶的功率因數(shù)減低的同時(shí)，也使諧波問題日趨嚴(yán)重?！吨腥A人民共和國(guó)電力法》指出:“用戶用電不得危害供電、用電安全和擾亂供電、用電秩序”，《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》中規(guī)定：“用戶的非線性阻抗特性的用電設(shè)備接入電網(wǎng)運(yùn)行所注入電網(wǎng)的諧波電流和引起公共連接點(diǎn)至正弦波畸變超過標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，用戶必須采取措施予以消除。”所以用戶有義務(wù)采取必要的措施治理諧波，保證電壓畸變不超過限度。目前諧波防治主要是裝用無源諧波濾波器和裝用有源諧波調(diào)節(jié)器。

無源諧波濾波器由濾波電容器、電抗器和電阻器組合而成，即所謂LC濾波器。它與諧波源并聯(lián)，除了起濾波作用外，還兼顧無功補(bǔ)償?shù)男枰?。這種濾波器最早出現(xiàn)，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)行可靠性較高以及運(yùn)行費(fèi)用較低，應(yīng)用較為廣泛。但也存在一些問題，如當(dāng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或參數(shù)發(fā)生變化或?yàn)V波器本身參數(shù)變化時(shí)，濾波器可能產(chǎn)生諧波放大，而且這種濾波器對(duì)電壓波動(dòng)、負(fù)序等不能綜合治理。隨著大功率電力電子器件技術(shù)的突破和發(fā)展，ABB公司推出了采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)等構(gòu)成的有源諧波濾波器。其基本原理是從補(bǔ)償對(duì)象中檢測(cè)出諧波電流，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等極性相反的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波分量。這種濾波器能對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響，因而受到廣泛的重視，并且已獲得廣泛應(yīng)用。3．3數(shù)值計(jì)算3．3．1低壓配電房測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算供電線路主要次諧波電流值見表1表1：主要次諧波電流值總電流（A）THDI（﹪）I1（A）I3（A）I5（A）I7（A）I9（A）I11（A）I13（A）I15（A）I17（A）I19（A）103013﹪930844125I21（A）I23（A）I25（A）3．3．2陰極涂布機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算供電線路主要次諧波電流值見表2表2：主要次諧波電流值總電流（A）THDI（﹪）I1（A）I3（A）I5（A）I7（A）I9（A）I11（A）I13（A）I15（A）I17（A）I19（A）9590﹪73I21（A）I23（A）I25（A）3．3．3化成機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算供電線路主要次諧波電流值見表3表3：主要次諧波電流值總電流（A）THDI（﹪）I1（A）I3（A）I5（A）I7（A）I9（A）I11（A）I13（A）I15（A）I17（A）I19（A）19104﹪132I21（A）I23（A）I25（A）3．3．4攪拌機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算供電線路主要次諧波電流值見表4表4：主要次諧波電流值總電流（A）THDI（﹪）I1（A）I3（A）I5（A）I7（A）I9（A）I11（A）I13（A）I15（A）I17（A）I19（A）17124﹪12I21（A）I23（A）I25（A）3．4設(shè)計(jì)選型3．4．1低壓配電房供電線路根據(jù)表1數(shù)值電流諧波總畸變率THDI為13﹪，可以不在低壓配電房進(jìn)行諧波治理，采用就地（末端）方式進(jìn)行治理。3．4．2陰極涂布機(jī)負(fù)載根據(jù)表2數(shù)值電流諧波總畸變率THDI為90﹪，單臺(tái)陰極涂布機(jī)需要選用諧波補(bǔ)償電流為60A的PQFS三相=4\*CHINESENUM3四線有源濾波器，考慮到現(xiàn)場(chǎng)有多臺(tái)陰極涂布機(jī)，它們都由密集型母線經(jīng)母線插接箱提供供電電源。由于母線插接箱供電開關(guān)選用塑殼斷路器或微型斷路器，并且箱體較小，布局緊湊，無法安裝采樣電流互感器（3只），無法接入有源濾波器一次電力電纜，因此采用對(duì)該條密集型母線負(fù)載進(jìn)行集中諧波補(bǔ)償，諧波補(bǔ)償容量視陰極涂布機(jī)數(shù)量（包括容量）而定。3．4．3化成機(jī)負(fù)載根據(jù)表3數(shù)值電流諧波總畸變率THDI為104﹪，單臺(tái)化成機(jī)需要選用諧波補(bǔ)償電流為20A的PQFS三相=4\*CHINESENUM3四線有源濾波器，考慮到現(xiàn)場(chǎng)有多臺(tái)化成機(jī)，它們都由密集型母線經(jīng)母線插接箱提供供電電源。由于母線插接箱供電開關(guān)選用塑殼斷路器或微型斷路器，并且箱體較小，布局緊湊，無法安裝采樣電流互感器（3只），無法接入有源濾波器一次電力電纜，因此采用對(duì)該條密集型母線負(fù)載進(jìn)行集中諧波補(bǔ)償，諧波補(bǔ)償容量視化成機(jī)數(shù)量（包括容量）而定。3．4．4攪拌機(jī)負(fù)載根據(jù)表4數(shù)值電流諧波總畸變率THDI為124﹪，單臺(tái)攪拌機(jī)需要選用諧波補(bǔ)償電流為30A的PQFS三相三線有源濾波器，考慮到現(xiàn)場(chǎng)有多臺(tái)攪拌機(jī)，它們分別由各自變頻控制柜提供供電電源，因此采用對(duì)攪拌機(jī)負(fù)載進(jìn)行單機(jī)諧波補(bǔ)償。3．4．5說明受現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)間限制，有的設(shè)備存在周期性工作制，測(cè)試數(shù)據(jù)或許存在局限性問題，但能基本反映負(fù)載諧波狀況。PQFS有源濾波器具有模塊化擴(kuò)展能力，最多擴(kuò)展至4個(gè)功率模塊。每個(gè)模塊最大補(bǔ)償電流為100A,可以選擇1個(gè)主模塊(M)加多個(gè)從模塊(S)組合方式，不存在過補(bǔ)償問題。具體參數(shù)詳見PQFS有源濾波器技術(shù)數(shù)據(jù)，模塊一次接線方式參見圖1和圖2。采用PQFS-M□+S□模塊組合補(bǔ)償方式一次主接線見圖1。圖1兩模塊一次主接線圖采用PQFS-M□模塊補(bǔ)償方式一次主接線見圖2。圖2單模塊一次主接線圖4.PQFS有源濾波器介紹工作原理PQFS有源濾波器工作原理見圖3圖3PQFS有源濾波器工作原理圖有源濾波器可測(cè)量諧波電流量，并產(chǎn)生與這些測(cè)量到的畸變電流相位相反大小相等的諧波電流，以起到抵消這些諧波污染量的作用。當(dāng)諧波電流超過了有源濾波器的容量時(shí)，有源濾波器將其容量范圍的諧波分量濾去，剩余的諧波電流則存留在電網(wǎng)中。有源濾波器是一個(gè)補(bǔ)償電流發(fā)生器。其中補(bǔ)償電流發(fā)生器和控制系統(tǒng)是其最重要的部分。1）補(bǔ)償電流發(fā)生器圖4為PQFS補(bǔ)償電流發(fā)生器原理圖。圖4PQFS補(bǔ)償電流發(fā)生器原理圖圖4PQFS補(bǔ)償電流發(fā)生器原理圖補(bǔ)償電流由絕緣柵雙極晶體管（IGBT）組成的三相逆變器產(chǎn)生，采用脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM），這種逆變器可以生成任意給定的電壓波形。由直流電容器作為IGBT逆變器的直流電壓源。這種逆變器與交流換流器具有相同的原理。逆變器的輸出電壓通過一個(gè)電抗器和一個(gè)小型濾波電路與網(wǎng)絡(luò)耦合，向網(wǎng)絡(luò)輸出補(bǔ)償電流。直流電容器是逆變器的電源，無需其他任何外加的電源。顯然，為了將補(bǔ)償電流注入網(wǎng)絡(luò)，直流電壓電平必須總是要保持高出網(wǎng)絡(luò)電壓峰值電平。在PQF中，直流電容器有一個(gè)預(yù)制電路，預(yù)制電路的功能是抑制電容充電時(shí)產(chǎn)生的可能導(dǎo)致?lián)p壞網(wǎng)絡(luò)電氣設(shè)備的浪涌電流。PWM電抗器的功能是將電壓源轉(zhuǎn)換成電流源。最后，由輸出濾波器吸收掉PWM產(chǎn)生的高頻分量。2）控制器(1)閉環(huán)控制和開環(huán)控制的控制方式:有源濾波器的控制系統(tǒng),將在閉環(huán)和開環(huán)電流控制之間進(jìn)行選擇。在開環(huán)控制時(shí),為了計(jì)算需要的補(bǔ)償電流量,將測(cè)量到的PQFS負(fù)荷側(cè)的諧波電流作為控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)。圖5是PQFS閉環(huán)控制系統(tǒng)的信號(hào)流圖。圖中,將測(cè)量到的PQF負(fù)荷側(cè)的電流反饋至控制系統(tǒng)的輸入端,以使PQF的補(bǔ)償電流最小。PQFS的控制系統(tǒng)直接影響其濾波功能。閉環(huán)控制系統(tǒng)能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)濾波效果，以CT監(jiān)測(cè)點(diǎn)的諧波含量達(dá)到用戶設(shè)定的要求為濾波最終目標(biāo)，保證了濾波精度。閉環(huán)控制系統(tǒng)除了具有較高的控制精度外,還可以控制濾波器的階數(shù)。此外,閉環(huán)系統(tǒng)同樣保證了測(cè)量誤差不致引起大的補(bǔ)償偏差。(2)DSP控制:為了充分提高有源濾波的功能,采用用于實(shí)時(shí)的數(shù)字測(cè)量和數(shù)字控制技術(shù)。為了對(duì)系統(tǒng)諧波電流實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤,并按照要求對(duì)補(bǔ)償電流進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,采用數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù)。在所需的信號(hào)當(dāng)中,3個(gè)線電流信號(hào)顯然是必測(cè)的。二次側(cè)為5A的CT完全可以滿足我們的測(cè)量需要。首先要取到模擬信號(hào),在數(shù)字化之前對(duì)其分級(jí)、反混淆濾波。然后通過快速、高精度的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)生成數(shù)字信號(hào)。這些數(shù)字信號(hào)被送入DSP中,DSP將控制測(cè)量信號(hào)和實(shí)時(shí)計(jì)算,并生成逆變器所需的PWM參考信號(hào)。而所有數(shù)字信號(hào)的輸入、輸出(包括對(duì)PWM逆變器的指令),則是由另一個(gè)微處理器來完成的。這一微處理器更多的是進(jìn)行控制,而不是計(jì)算,它保證了諸如繼電器、觸點(diǎn)的動(dòng)作。每個(gè)PQF系統(tǒng)都需要一個(gè)控制,這個(gè)控制可以同時(shí)處理幾個(gè)電源模塊?？蓪?duì)安裝在PQFS有源濾波器面板上多功能控制器進(jìn)行所要濾去諧波次數(shù)和濾除程度目標(biāo)值設(shè)定。PQFS（適用于三相三線/三相四線系統(tǒng)）PQFS同時(shí)濾除流過相線和中性線的諧波，包括零序諧波RMS單模塊有效濾除諧波電流能力（50HZ/60HZ）208V≤U≤240V380V＜U≤41530A30A45A45A60A60A70A70A80A80A90A90A100A100A中性線濾波能力3倍相線RMS電流CT的要求需要3個(gè)CT或以上精度)5VA，CT二次側(cè)電流為5A模塊化擴(kuò)展能力最多擴(kuò)展至4個(gè)功率模塊安裝組合墻上安裝工作允差+/-10%（電壓），+/-5%（頻率）可濾除諧波數(shù)3線：從第2諧波到第50諧波范圍內(nèi)可同時(shí)選擇20種諧波4線：從第2諧波到第50諧波范圍內(nèi)可同時(shí)選擇15種諧波濾波程度設(shè)定可對(duì)每次諧波進(jìn)行單獨(dú)設(shè)定濾波能力可高達(dá)97%無功功率補(bǔ)償功率因數(shù)設(shè)定范圍從感性到容性相平衡補(bǔ)償可編程的相和相或相和中性線之間平衡功能通訊使用ModbusRTU通訊：采用特定的軟件（PQF-Link）通過RS-232接口通訊編程控制通過PQF-Manager、PQF-Link軟件（可選配件）和計(jì)算機(jī)（不提供）有效反應(yīng)時(shí)間瞬時(shí)時(shí)間＜，40ms（濾波10-90%）有功功率損耗＜3%額定模塊功率防護(hù)等級(jí)IP30安裝尺寸（寬×深×高）585×310×700mm重量（一個(gè)模塊）120kg顏色RAL7035（淺灰色），可按要求提供其他顏色安裝墻上安裝，電纜下進(jìn)線環(huán)境室內(nèi)安裝，潔凈環(huán)境，建議安裝海拔高度不超過1000米（適當(dāng)降容可至更高海拔）環(huán)境溫度-5℃至+40℃（溫度高于濕度最大95%RH（無凝露）主要選配件PQF-Link軟件電纜接線盒Modbus套件（采用RS485接口）打印機(jī)（采用RS232接口）溫度傳感器備注PQFS有源濾波器技術(shù)數(shù)據(jù)安裝方式主接線如圖1和圖2所示。PQFS有源濾波器直接并聯(lián)在系統(tǒng)中,其一次回路通過主開關(guān)和熔斷器連接到系統(tǒng)中,CT位置選擇在進(jìn)線斷路器側(cè)。需要特別說明的是,PQFS有源濾波器濾波回路主開關(guān)主要起隔離作用，而熔斷器起保護(hù)作用。主要安裝特點(diǎn)是：1）并聯(lián)安裝在系統(tǒng)中；2）安裝非常容易，一次回路只需要連接3根