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電能質量
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有源電力濾波器在通訊機房中的應用方案

返回列表來源：領步電能質量發(fā)布時間：2017-05-09分享加入收藏關注：-

專家講堂3

在供電系統(tǒng)中由于非線性負載的存在，產生了諧波。過去諧波主要由中頻爐、電弧爐及直流電動機控制的生產線等工業(yè)設備產生。近年來，隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，產生諧波的設備類型及數量也急劇增加，例UPS、開關電源、變頻器、醫(yī)療設備及調光設備等的廣泛應用，民用建筑如移動、聯(lián)通、電信樞紐樓；醫(yī)院的醫(yī)技樓；銀行大樓；廣電大樓中的諧波問題也越來越嚴重，經常有用戶反映電容器有過熱、脹裂甚至爆炸現(xiàn)象；電動機總是無故被燒壞；中性線發(fā)熱嚴重、甚至燒毀。因此諧波問題也得到各有關方面特別是電力等主管部門的高度重視，電力有源濾波器是解決諧波污染和改善電能質量有效的方法之一。那么有源電力濾波器是如何在民用建筑如通訊機房中發(fā)揮作用大展身手的呢？下面我們來探討一下。

一、諧波治理目標的確定

電力及相關部門驗收諧波治理項目，是以國家標準GB／T 14549- 1993《電能質量、公用電網諧波》為依據，通過測試設備)進行現(xiàn)場測試，以數據對比確定是否可通電驗收。因此在進行諧波治理項目設計前必須明確治理目標值。具體包括諧波電壓治理目標值的確定和諧波電流治理目標值的確定。

（1）GB／T 14549-1993《電能質量、公用電網諧波》中公用電網諧波電壓(相電壓)限值見表1

（2）GB／T 14549-1993《電能質量、公用電網諧波》中注入公共連接點的諧波電流允許值見表2。

QQ截圖20170509115309

二、案例分析

在進行諧波治理前，首先要明確本項目中哪些是諧波源，即有哪些設備會產生諧波，這些諧波源分別會產生幾次諧波，波形如何?有條件的話Z好用儀表對產生諧波的主要設備進行現(xiàn)場測試。例某通信機房大樓，需進行諧波治理，對產生諧波的主要設備開關電源進行測試，測試結果如下：

未命名

圖一開關電源測試數據

數據分析：從測試結果可以看出，開關電源會產生5、7、11、13、17、19、23、25、29、31、35、37、41、43、47及49次諧波，特別是5次諧波為基波電流的36．3％，電壓畸變率為3．2％，電流波形與正弦波相去甚遠。

對新建項目，諧波電流的理論計算通常是很困難的，因為影響諧波電流大小的因素很多，例如系統(tǒng)阻抗值、產生諧波設備的類別、設備主接線及控制方式、電容補償的容量、負載變化的情況等等。特別是民用建筑，產生諧波的負載種類很多，除UPS、開關電源、變頻器、醫(yī)療設備及調光設備等主要的諧波源外，還有以下諧波源：電子控制照明裝置(節(jié)能燈、熒光燈、調光燈)、空調(空氣處理機、冷凍泵)、變頻泵等、電梯(帶變頻驅動裝置)、計算機(包括臺式計算機和手提式電腦)、辦公設備(傳真機、復印機、圖像掃描儀及打印機等)、影視設備(電視機、監(jiān)視器等)、變頻電熱水器、電淋浴器及微波爐等設備。這些諧波源產生的諧波量不是很大，但頻譜范圍較廣，諧波源數量多，疊加后不容忽視。

三、有源濾波器該如何選擇？

（1）有源濾波器選型

有了諧波治理目標、明確了諧波源、了解了諧波源的分布情況，根據計算結果，就可以綜合選擇濾波方案，選擇有源濾波器形式、容量及數量、確定有源濾波器的信號采集點及電源注人點的位置。

（2）有源濾波形式的選擇

有源濾波器有兩種形式：三相三線有源濾波器和三相四線有源濾波器。若系統(tǒng)需濾除三次諧波選用三相四線有源濾波器；否則一般選用三相三線有源濾波器。

（3）有源濾波器容量的選擇

有源濾波器工作原理是：通過電流互感器檢測到的電流信號，進行諧波分離計算，濾波器產生一個與諧波電流幅值相等、相位相反的電流，注人到系統(tǒng)線路中，以抵消系統(tǒng)中的諧波電流。有源濾波器可同時濾除多次諧波，只要濾波器的容量(濾波額定輸出電流)足夠大，濾波器可以動態(tài)自適應，可從2次諧波到50次諧波中選擇特定濾波次數，選擇濾波優(yōu)先次序。因此有源濾波器是根據濾波器濾波額定輸出電流來選擇的。

（4）有源濾波器規(guī)格及安裝類型選擇

北京領步公司有源濾波器有三種類型：模塊化、壁掛式和整柜式結構，他們都是由APF功率單元構成，唯一區(qū)別就是外形結構、尺寸不同。

APF橫豎模塊（中）

民用建筑的設備產生的諧波次數范圍比工業(yè)設備廣，諧波次數有時高達49次。用傳統(tǒng)的諧波治理方法—— 無源濾波器治理難以勝任。所以，在確定治理目標值后，通過合理設計計算濾波容量，選擇合適的電力有源濾波器至關重要，電力有源濾波器能同時補償多次諧波、抑制閃變、自動跟蹤補償變化諧波、濾波效率高及體積小，治理諧波效果明顯，同時有節(jié)能的功效，必將得到越來越廣泛的應用。

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