某炭素厂配电系统谐波治理节能改造方案

1、设计编号：客户名称： 项目名称：设计方案 年月 二一年年九月目 录一、项目概概述 二、企业实实施电能能质量管管理的必必要性 、谐波对设设备及生生产的影影响 、谐波治理理是企业业发展需需求 、电能质量量改善带带来的效效益 三、谐波治治理改造造方案要要求 四、谐波治治理技术术方案 、测试目的的及仪表表简介 、数据测试试及分析析 、谐波治理理解决方方案 五、产品介介绍 六、无源滤滤波、有有源滤波波及与其其他进口口品牌的的比较 七、工程概概要 八、质量保保证和售售后服务务 九、应用案案件例介介绍 一、项目概概述 .编制的依依据： 根据碳素厂厂煅烧车车间.新新焙烧车车间.成成型车间间提供的的用电数数据及

2、我我方技术术人员现现场采集集电气数数据编制制此方案案。 .改造单位位的基本本情况： 碳素厂煅烧烧车间和和新焙烧烧主要用用电设备备为：风风机、混混捏机和和电焊机机等动力力设备，其其中大部部分设备备使用了了变频器器,产生生了大量量的谐波波，考虑虑到生产产工艺的的安全保保障及电电力品质质改造的的方向， 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。 、供电系统统情况分分析： 碳素厂煅烧烧车间，新新焙烧，成成型用电电设备以以电机为为主。由由于生产产工艺要要求的复复杂性，对对用电设设备的供供电质量量的可靠靠性要求求较高。 在现场用电电设备中中，变频频负载所所占比例例较大，产产生大量量的谐波波

3、，影响响供电系系统的稳稳定性，极极大地恶恶化了线线路和系系统的电电力品质质，对线线路系统统中的其其他设备备及系统统的正常常运行产产生了不不良影响响和安全全隐患，同同时造成成不必要要的电力力能源额额外损耗耗。 二、企业实实施电效效管理的的必要性性 、谐波对设设备及生生产的影影响()谐波对对电机的的影响 谐波对电机机的危害害主要是是产生附附加的损损耗和转转矩。由由于集肤肤效应、磁磁滞、涡涡流等随随着频率率的增高高而使在在旋转电电机的铁铁心和绕绕组中产产生的附附加损耗耗增加。在在供电系系统中，用用户的电电动机负负荷约占占整个负负荷的绝绝大部分分。因此此，谐波波使电力力用户电电动机总总的附加加损耗增增

4、加的影影响最为为显著。由由于电动动机的出出力一般般不能按按发热情情况进行行调整，由由谐波引引起电动动机的发发热效是是按它能能承受的的谐波电电压折算算成等值值的基波波负序电电压来考考虑的。相相关试验验表明，在在额定出出力下持持续承受受为额定定电压的的负序电电压时，电电动机的的绝缘寿寿命要减减少一半半。谐波波电流所所产生的的谐波转转矩对电电动机的的平均转转矩的影影响不大大，但谐谐波会产产生显著著的脉冲冲转矩，可可能会出出现电机机转轴扭扭曲振动动的问题题。()谐波对对变压器器的影响响 谐波电流使使变压器器的铜耗耗增加，特特别是谐谐波会在在其绕组组中形成成环流，使使绕组过过热；对对全星形形连接的的变压

5、器器，当绕绕组中性性点接地地，而该该侧电网网中分布布电容较较大或者者装有中中性点接接地的并并联电容容器时，可可能形成成谐波谐谐振，使使变压器器附加损损耗增加加。 ()谐波对对工厂自自动控制制系统的的影响随着自动控控制的普普及，工工厂大量量使用了了如，等等电子设设备的自自动控制制系统，此此类设备备对供电电电压的的谐波畸畸变很敏敏感，这这种设备备常常须须靠电压压波形的的过零点点和其它它电压波波形取得得同步运运行。电电压谐波波畸变可可导致电电压过零零点漂移移或改变变一个相相间电压压高于另另一个相相间电压压的位置置点。这这两点对对于不同同类型的的自动控控制设备备是至关关重要的的。控制制系统对对这两点点

6、(电压过过零点与与电压位位置点)的判断断错误可可导致控控制系统统失控。谐谐波还严严重干扰扰仪表信信号的幅幅值，进进而造成成生产或或运行中中断或误误动作，引引起设备备和生产产事故，导导致较大大的经济济损失。 （）谐波对对供电线线路的影影响 优于供电线线路阻抗抗的频率率特性，线线路电阻阻随着频频率的升升高而增增加。在在集肤效效应的作作用下，谐谐波电流流使输电电线路的的附加损损耗增加加。在供供应电网网的损耗耗中，变变压器和和输电线线路的损损耗占了了大部分分，所以以谐波使使电网网网损增大大。谐波波还使三三相供电电系统中中的中性性线的电电流增大大，导致致中性线线过载。输输电线路路存在着着分布的的线路电电

7、感和对对地电容容，它们们与产生生谐波的的设备组组成串联联回路或或并联回回路时，在在一定的的参数配配合条件件下，会会发生串串联谐振振或并联联谐振。一一般情况况下，并并联谐波波谐振所所产生的的谐波过过电压和和过电流流对相关关设备的的危害性性较大。当当注入电电网的谐谐波的频频率位于于在网络络谐振点点附近的的谐振区区内时，会会激励电电感、电电容产生生部分谐谐振，形形成谐波波放大。在在这种情情况下，谐谐波电压压升高、谐谐波电流流增大将将会引起起继电保保护装置置出现误误动，以以至损坏坏设备，与与此同时时还可产产生相当当大的谐谐波网损损。对于于电力电电缆线路路，由于于电缆的的对地电电容比架架空线路路约大倍倍

8、，而感感抗约为为架空线线路的，因因此更容容易激励励出较大大的谐波波谐振和和谐波放放大，造造成绝缘缘击穿的的事故。 ()影响继继电保护护和自动动装置的的工作和和可靠性性 谐波对电力力系统中中以负序序(基波波)量为为基础的的继电保保护和自自动装置置的影响响十分严严重，这这是由于于这些按按负序(基波)量整定定的保护护装置，整整定值小小、灵敏敏度高。如如果在负负序基础础上再叠叠加上谐谐波的干干扰则会会引起发发电机负负序电流流保护误误动(若若误动引引起跳闸闸，则后后果严重重)、变变电站主主变的复复合电压压启动过过电流保保护装置置负序电电压元件件误动，母母线差动动保护的的负序电电压闭锁锁元件误误动以及及线

9、路各各种型号号的距离离保护、高高频保护护、故障障录波器器、自动动准同期期装置等等发生误误动，严严重威胁胁电力系系统的安安全运行行。 ( )干扰通通信系统统的工作作 电力线路上上流过的的、等等幅值较较大的奇奇次低频频谐波电电流通过过磁场耦耦合，在在邻近电电力线的的通信线线路中产产生干扰扰电压，干干扰通信信系统的的工作，影影响通信信线路通通话的清清晰度，而而且在谐谐波和基基波的共共同作用用下，触触发电话话铃响，甚甚至在极极端情况况下，还还会威胁胁通信设设备和人人员的安安全。另另外高压压直流()换流流站换相相过程中中产生的的电磁噪噪声()会干扰扰电力载载波通信信的正常常工作，并并使利用用载波工工作的

10、闭闭锁和继继电保护护装置产产生动作作失误，影影响电网网运行的的安全。 ()对用电电设备的的影响谐波会使如如照明设设备、通通信设备备、电视视及音响响设备、电电脑设备备、载频频遥控设设备等都都容易受受谐波的的干扰而而影响其其正常的的工作或或减少其其使用寿寿命.()谐波对对人体的的影响 从人体生理理学来说说，人体体细胞在在受到刺刺激兴奋奋时，会会在细胞胞膜静息息电位基基础上发发生快速速电波动动或可逆逆翻转，其其频率如如果与谐谐波频率率相接近近，电网网谐波的的电磁辐辐射就会会直接影影响人的的脑磁场场与心磁磁场。、谐波治理理是企业业发展的的需求 电能管理、电电力分配配和电力力品质、负负载设计计等问题题已

11、成为为影响企企业生产产经营的的又一重重要因素素，因电电能管理理、电力力分配不不合理和和电力品品质不佳佳等问题题造成的的设备故故障率上上升、产产品品质质下降、设设备增容容成本增增加的问问题已成成为企业业又一制制约发展展和赢利利的成本本。 同时，中国国企业侧侧的电能能使用效效率却极极低，我我们每创创造一个个单位的的收益，所所用去的的电耗，是是发达国国家的倍。电电能使用用密度过过大，电电耗高度度密集，使使得一些些企业的的成本过过高，产产品不具具备国际际和市场场竞争力力。 三、谐波治治理改造造方案的的要求目 的：在在满足生生产工艺艺的情况况下，以以消除谐谐波为目目的。全全面考虑虑节能降降耗的方方法和途

12、途径，降降低用电电系统电电费成本本，提升升设备使使用效率率；选择择设备简简洁、种种类尽量量少是这这次方案案设计的的一个基基本目标标。本次次设计方方案的优优劣直接接会影响响相关设设备的操操作和维维护，而而系统的的复杂程程度也随随之会有有变化，因因此，设设计的每每一个细细节都需需考虑到到将来实实施、操操作、管管理、维维护的每每一个层层面。 兼容性：考考虑到生生产工艺艺的需要要，电效效控制柜柜设备独独立，不不依赖于于原有系系统，出出现问题题能及时时脱离原原操作系系统。 维护性：操操作简单单，设备备安装维维护简洁洁，以并并联方式式进行连连接。保保证控制制系统的的相互操操作性、关关联性，并并易于维维护、

13、管管理和扩扩充。 综合效益：包括可可以提高高电机的的实际功功率因数数、降低低线损、减减少电机机的损坏坏率、换换修率、延延长设备备的维修修周期和和使用寿寿命等，从从而提高高设备使使用效率率，提升升企业的的竞争力力。四、谐波治治理技术术方案 第一部分：测试目目的及仪仪表简介介： 谐波测试目目的：了了解无功功、谐波波的基本本情况并并进行电电气数据据分析。 测 试 仪仪 器 ：（电电能质量量分析仪仪） 监测及及记录电电力质量量，当问问题出现现时分析析它产生生的原因因，电力力质量故故障诊断断功能最最全面的的仪器，测测量功率率因数，突突升，突突降，闪闪变，谐谐波分析析到次，高高频瞬态态测量，检检测及波波形

14、显示示。 设备技术参参数 ;电压精精确度: 电电流精确确度: 第二部分：数据测测试及分分析 . 煅烧车车间配电电系统由由台容量量变压器器供电，电电压等级级为，各各变压器器配电系系统下负负荷基本本相同，三三相运行行电流、电电压基本本平衡，系系统有变变频器台台.各配配电系统统负载设设备有锅锅炉引风风机台、大窑窑引风机机台、小窑窑引风机机台,还还有一些些小功率率设备和和照明设设备。变变压器根根据生产产需要提提供种供供电方式式;().开一一备一运运行, 闭合母母线.()台同时时独立运运行,断断开母线线.(). 开开一备一一运行, 断开开母线. (这这种运行行方式较较少出现现)煅烧车间配配电系统统示意图

15、图年月日煅烧烧车间变变压器母母线各测测试电气气数据图图表如下下：（）、相现现场测试试数据如如下： 相次谐波波电流和和谐波含含量 相相次谐波波电流和和谐波含含量 负荷平均功功率和功功率因数数 负荷平平均谐波波含量和和电流 相次瞬时谐谐波电流流 相次次瞬时谐谐波电流流 煅烧配(进进线)谐谐波参数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()相功率谐波含量（）()谐波含量（）().测量量的数据据表明该该配电系系统主要要以、次次谐波为为主，其其谐波电电流含量量，系统功功率因素素左右.需要进进行治理理.新焙烧配配电系统统由台变变压器供供电，电电压等级级为，各各变压器器配电系系统下负负荷基本本相同

16、，三三相运行行电流、电电压基本本平衡，安安装有台台这频器器,配电电系统负负载设备备有排烟烟风机台（开开台备用用台）、多多功能卷卷扬机台、罗茨茨风机台。大大行车台台（变频频器拖），小小行车台台（变频频器拖）, 还有有一些小小功率设设备和照照明设备备.变压压器根据据生产需需要提供供种供电电方式;().开一一备一运运行, 闭合母母线.()台同时时运行,断开母母线.(). 开开一备一一运行, 断开开母线.(这种种运行方方式较少少出现)新焙烧车间间配电系系统示意意图年月日新焙焙烧变压压器母线线各测试试电气数数据图表表（）、相现现场测试试数据如如下： 相次瞬时时谐波电电流 相瞬瞬时基波波电流 新焙烧配(进

17、线)谐波参参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，谐波含量（）()谐波含量（）().测量量的数据据表明该该配电系系统主要要以、次次谐波电电流为主主，其谐谐波电流流含量，有必要要进行治治理.系系统功率率因素左左右.达达到国家家标准. 成型车车间配电电系统由由台变压压器供电电，电压压等级为为，各各变压器器配电系系统下负负荷基本本相同，三三相运行行电流、电电压基本本平衡，配配电系统统负载设设备有风风机台、磨机机台。除尘尘风机台、破碎碎机台，振振动筛。除尘风风机台。大大行车台， 还有一一些小功功率设备备和照明明设备，功功率总和和大约。该该车间有有变频器器台。变变压器根根据生产产

18、需要提提供种供供电方式式;().开一一备一运运行, 闭合母母线.()台同时时运行,断开母母线.(). 开开一备一一运行, 断开开母线. (这这种运行行方式较较少出现现)年月日成型型车间变变压器母母线各测测试电气气数据图图表如下下：单相测试数数据图表表成型车间(进线)谐波参参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()相功率谐波含量（）().谐波含量（）(). 测测量的数数据表明明该配电电系统主主要以、次次谐波为为主，其其谐波电电流含量量，需要进进行治理理.系统统功率因因素左右右.达到到国家标标准.数据分析析：从供电系统统的测量量结果来来看，电电机的变变频负载载在正常常运行中中存在的的

19、谐波电电流是：三次、五五次、七七次、十十一次和和十三次次谐波电电流。由由于这些些谐波的的存在，一一方面增增加很多多电能的的损耗，另另一方面面还会增增加变压压器的负负担，势势必会给给整个电电网系统统和生产产设备造造成一定定的危害害。 供电系统正正常运行行时奇次次谐波电电流已经经逼近国国家管制制的标准准，由于于谐波量量偏大，将将引起额额外的线线路损耗耗、接触触损耗、铁铁心损耗耗，易于于造成线线路和设设备发热热从而引引发安全全事故并并损害设设备的正正常工作作和正常常使用寿寿命。大大量的谐谐波电流流不仅仅仅给供电电系统的的稳定性性造成严严重影响响，同时时影响电电网的供供电安全全。 从测量谐波波电流数数

20、据可以以看出,变频负负载产生生比较大大的谐波波电流从从而引起起严重的的电流畸畸变。 从电压、电电流谐波波表中可可以看出出，谐波波电流最最大畸变变率为(),从从测量的的数据可可以看出出电流谐谐波比较较大。谐谐波的存存在，严严重地影影响了各各种电气气设备的的正常运运行，并并不可必必免地给给用户带带来附加加损耗。 从调查的结结果来看看，碳素素厂变频频负载在在客观上上产生各各次谐波波，由于于谐波含含量大，电电流总畸畸变率偏偏大，导导致波形形发生明明显畸变变，造成成很大的的能源浪浪费，影影响设备备的安全全和使用用寿命. 第三部分、谐谐波治理理技术解解决方案案 .设计依据据 根据从碳素素厂现场场采集的的数

21、据（见见非标产产品现场场谐波参参数表）和和现场调调查的情情况，以以及将要要达到的的改造要要求来编编制本方方案。 从现场采集集到的数数据可以以看出，配配电系统统的功率率因素还还可以；但次、次次、次、次次谐波电电流含量量较高。整整个配电电系统的的电力品品质恶化化程度比比较严重重。从谐谐波治理理角度分分析，碳碳素厂的的谐波干干扰已非非常严重重，影响响设备的的安全运运行，所所以谐波波治理已已到了急急需治理理的程度度。从节节能的角角度分析析，提高高畸变功功率因数数，减少少谐波畸畸变功率率,从测量量的数据据计算需需要增加加两台有有源电力力滤波器器，降低低视在功功率从而而达到变变压器增增容的目目的,降低基基

22、波电流流有效值值从而达达到保护护及节能能的双重重功效。.设计方案案设计选择英英国萨梅梅特()有源电电力滤波波器进行行治理, 作为为世界上上较早从事事节能和和电能质质量产品品研发和和生产的的专业制制造厂商商, 英英国萨梅梅特具有有强大的的研发和和生产能能力，一一直引领领业界技技术的发发展，具具备傲视视同侪的的领先自自主技术术！并且且依靠强强大的规规模生产产优势，所所供应的的产品具具有无与与伦比的的性价比比，性能能卓越。有源电电力滤波波器的成成功挂网网运行预预示着该该装置在在解决了了谐波危危害的同同时，将将同时带带来大大大降低电电网的无无功损耗耗，节约约大量电电能的益益处，并并为清洁洁电网做做成重

23、大大贡献，使使电网绿绿色环境境成为一一种可能能。有有源电力力滤波器器,根据据最新的的瞬时无无功功率率理论，应应用数字字信号处处理技术术（），脉脉宽调制制技术（），智智能化功功率单元元技术（），触触摸屏技技术（）等等前沿科科技，可可实现动动态消除除谐波，平平衡三相相负荷，是是一种高高技术含含量，滤滤波效率率好的新新型产品品,根据据各配电电系统的的状况所所选用的的有滤波波器产品品型号如如下表: ().煅烧烧车间基基波电流流为次谐谐波电流流较大,在范围围, 谐谐波含量量,功率率因素 ,考虑虑到如果果该配电电系统负负载设备备增加,不必另另外增添添滤波器器装置.所以选选用台容容量为的的三相三三线有源源滤

24、波装装置（型型号：），并并联安装装于配电电系统母母线上；吸收以以下谐波波,吸收收率达到到以上,功率因因素达到到以上.().成型型车间基基波电流流左右, 次谐波波电流最最大为, 谐波电电流较大大,功率率因素,达到国国家考核核指标. 考虑到到如果负负载设备备增加,不必另另外增添添滤波器器装置,所以选选用台容容量为的的三相三三线有源源滤波装装置（型型号：），总总容量为为源滤波波装置并并联安装装于配电电系统母母线上；吸收以以下谐波波,吸收收率达到到以上. 功率率因素达达到以上上.().新焙焙烧车间间基波电电流左右右次谐波波电流较较大,在在范围, 谐波波含量,功率因因素 , 达到到国家考考核指标标. 谐

25、谐波治理理设计考考虑到如如果该配配电系统统负载设设备增加加,不必必另外增增添滤波波器装置置,所以以选用台台容量为为的三相相三线有有源滤波波装置（型型号：），总总容量为为源滤波波装置并并联安装装于配电电系统母母线上；吸收收以下谐谐波,吸吸收率达达到以上上. 功功率因素素达到以以上.以上三个配配电系统统的有源源滤波装装置方案案,适应应于变压压器的各各种供电电方式,无论供供电系统统采取哪哪种运行行方式都都能达到到理想的的谐波治治理和无无功补偿偿效果。有源滤波器器安装示示意图如如.设计说明明 因本系统的的主要谐谐波源设设备是变变频设备备，消除除线路和和系统各各次谐波波是谐波波治理节节能改造造的主要要目

26、标。从从而干净净吸收谐谐波和浪浪涌，改改善系统统电力品品质，提提高功率率因数，保保障设备备安全和和正常运运行、提提高系统统运行效效率和电电力能源源使用效效率的角角度出发发，进行行本项谐谐波治理理方案的的制作。 .设计原则则 目 的：以以改善电电力品质质、综合合提升设设备运行行效率和和电力能能源使用用效率为为目的。 兼容性：设设备独立立，不依依赖于原原有系统统，出现现故障时时能及时时脱离原原操作系系统； 维护性：操操作简单单，设备备安装维维护简洁洁。 .改造后预预计达到到的效果果和经济济效益()有源滤滤波器具具有：滤滤波、动动态补偿偿、抑制制谐振、补补偿无功功功率等等四大功功能。通过技技改，并并

27、联安装装于配电电系统母母线上，以上上这些低低压配系系统的电电流谐波波将会被被大大吸吸收，谐谐波问题题的影响响基本消消除。可可达到以以下效果果： (). 有源滤波波装置投投入后用用电能质量可可明显改改善，可可改善冲冲击负载载引起的的电流冲冲击，减减少电压压波动和和抑制电电压闪变变，提高高稳定性性，改善善电压质质量。功功率因数数可提高高到以上上，线损损降低后后可提高高配电变变压器的的承载效效率，经经济效益益明显。().有源源滤波器器对配电电系统自自动实时时跟随、动动态()补偿; 抑制制电压波波动和闪闪变、降降低损耗耗，提高高用电效效率。消消除电网网各次谐谐波、可同时时滤除次次到次的的谐波电电流;提

28、高设设备安全全，降低低设备损损耗；满满足国家家(国际际)标准准。总谐谐波电流流吸收率率：。 ().采用用高性能能防涌流流接触器器投切各各滤波支支路，完完善的控控制系统统，保护护功能齐齐全，具具有短路路保护、过过压保护护、过流流保护等等，运行行可靠，操操作简单单(防止系系统谐振振：预防防电气设设备故障障、保证证供电安安全。(). 改善系系统功率率因素：降低电电网损耗耗、提高高设备效效率。电电路月平平均功率率因数：。(). 安安装谐波波治理装装置后，有有效的降降低了谐谐波电流流，增加加了变压压器的有有效容量量，可增增加相应应的带载载能力，减减少扩容容所需的的投资。(). 安安装谐波波治理装装置后，

29、可可有效的的降低变变压器的的损耗，提提高变压压器的安安全运行行系数，保保证对谐谐波敏感感的保护护装置和和器件不不发生误误动作。起起到节能能降耗的的目的;节能率达,减小集集肤效应应，热损损、铜损损、铁损损、磁损损、噪音音大为为下降，符符合国家家对能源源节约和和降耗的的指示和和可持续续发展的的要求。并且，经过治理后的谐波电流含量不超过电流国标限值（），电压总畸变率不超过国标限值，如下表所示：国家标准各各次谐波波电流限限值标准电压基准短路容容量谐波电压总总畸变率率的国标标限值电网标称电电压电压总谐波波畸变率率各次谐波电电压含有有率 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

30、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:此配配制是根根据现场场测试及及炭素厂厂要求,将项目目原计划划装置的的三台容容量有源源滤波器器改为四四台容量量有源滤滤波器装装置(主主要考虑虑将来生生产需要要增添负负载设备备,不必必再增加加滤波器器).本本装置具具有消除除谐波的的同时补补偿无功功功率.五、产品简简介 .萨梅特()有源电电力滤波波器简介介： ()有有源电力力滤波器器是一种种用于动动态抑制制谐波、补补偿无功功功率的的新型电电力电子子装

31、置，采用高频电力电子开关变换技术、模拟和数字混合电路技术进行电流检测和电流注入的新型电力电子装置。能对大小和频率都变化的谐波及无功功率进行补偿。和传统的无源滤波器相比，有突出的优点。 ()对各次谐波和分数谐波均能有效地抑制，且可提高功率因数； ()系统阻抗和频率发生波动时，不会影响补偿效果。并能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响； ()不会产生谐振现象，且能抑制由于外电路的谐振产生的谐波电流的变化； ()用一台装置就可以实现对各次谐波和基波无功功率的补偿； ()不存在过载问题，即当系统中谐波较大时，装置仍可运行，无需断开等。 由以上可看出，它克服了传统的无源滤波

32、器的缺点，具有良好的调节性能，因而有很大的发展前途。. ()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。()有源电电力滤波波器的基基本工作作原理是是：实时时检测补补偿对象象的电压压和电流流，经指指令电流流运算单单元计算算出补偿偿电流指指令信号号，该信信号经补补偿电流流发生电电路放大大产生补补偿电流流，补偿偿电流与与负载电电流中需需用补偿偿的谐渡渡及无功功等电流流抵消，最最终得到到期望的的电源电电流。在在图中的的体现是是，当需需要补偿偿负载所所产生的的谐波电电流时，有有源电力力滤波器器检测出出补偿对对象负载载电流中中的谐波波分量后后，将其其反极性性作为补补偿电流流的指令令信号*，再

33、由由补偿电电流发生生电路产产生补偿偿电流，其其中补偿偿电流与与负载电电流中谐谐波分量量大小相相等，方方向相反反，因而而两者相相互抵消消，使得得电源中中电流中中只含基基波，达达到消除除电源电电流中谐谐波的目目的。 图为有有源滤波波器的系系统框图图。通过过传感器器检测非非线性负负载的电电流、经经电流信信号调理理后送入入指令电电流产生生电路，指指令电流流产生模模块是由由公司的的 为核核心建立立的。计计算出需需要补偿偿的谐波波和无功功电流后后，通过过外部送入电电流跟踪踪控制电电路。霍霍尔传感感器检测测有源电电力滤波波器主电电路的电电流、，经经电流信信号调理理后也送送入电流流跟踪控控制电路路，电流流跟踪

34、控控制电路路对主电电路补偿偿电流与与指令电电流进行行滞环比比较后送送出栅极极开关驱驱动信号号，驱动动电路接接受来自自前级电电流跟踪踪控制电电路的信信号，并并经隔离离放大后后驱动主主电路的的开关管管，以控控制主电电流的电电路跟随随指令电电流的变变化，最最终达到到实时补补偿谐波波与无功功功率的的目的。电电压传感感器检测测变流器器直流侧侧总电压压，经电电压信号号调理后后送入指指令电流流发生电电路，通通过合理理的控制制以凋节节直流侧侧电压的的稳定。启启动、关关断和保保护模块块按一定定的时序序控制装装置的启启动和关关断，并并提供装装置的过过流、过过压、过过热、缺缺相等故故障保护护功能。. 有源电力滤波器

35、主电路设计有源电力滤波器主电路的形式绝大多数采用电压型，()有源滤波器选择主电路为并联电压型、单个变流器的形式。()有源滤波器主电路设计需要解决的问题是：主电路容量的计算；开关器件的选择及其参数的确定；对补偿电流的跟踪特性起决定作用的参数(输出电感、直流侧电容电压、滞环宽度)的设计；按所选器件要求的驱动电路的设计以及整个装置的各种保护电路设计。( )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：为为电网相相电压有有效值； 为补补偿电流流有效值值。 如如果所设设计装置置的容量量为 ，则则 ( ) 功率率开关器器件的选选取()有源源滤波器器选取适用用于中的的全控型型开关器器件主要要有

36、、等等，器件件。( )主电路路滞环宽宽度的选选取 有有源电力力滤波器器的指令令电流包包含高次次谐波和和暂态电电流，实实际输出出的电流流对指令令电流有有很高的的跟踪能能力。下下面以相相为例，分分析采用用滞环控控制时逆逆变器的的工作频频率与电电网电压压、变流流器直流流侧电压压及主电电路电感感值和滞滞环宽度度间的的相互关关系。 对于相相半桥逆逆变电路路，可得得电路方方程为式()为正正，即电电感电流流在上升升。 设设，假定定逆变器器的工作作开关频频率较高高，在一一个开关关周期内内可认为为电压基基本不变变，则滞滞环控制制时补偿偿电流的的波形如如图所示示，其中中为滞滞环宽度度。 由由图，以以及式()和式式

37、()，可可分别计计算出电电流的上上升时间间和下降降时间，即即 由由式()知，逆逆变器的的最小工工作频率率和最大大工作频频率分别别为 取取电流滞滞环宽度度为，直流流侧电压压为，主主电路电电感为，则则由上述述公式可可得：最最小开关关频率为为 ，最最大开关关频率为为，平平均开关关频率 。 ( )直流侧侧电压的的计算和和电容的的选取 主电路路的工作作模式及及相应的的开关系系数，如如表所列列，等效效电路图图如图所所示。 当当时，电电流上升升，即要要求如果果直流侧侧电压不不能满足足大于有有源电力力滤波器器与供电电系统连连接点的的相电压压峰伉()的倍倍，即同理，当时，电电流下降降，即要要求 也也不会永永远成

38、立立。 所所以直流流侧电压压应满足足如下条条件，即即 意味着着主电路路直流侧侧电压值值应大于于有源电电力滤波波器与供供电系统统连接点点的相电电压峰值值()的的倍。在在此基础础上，直直流侧电电压值越越大，补补偿电流流的跟随随性能越越好，但但器件的的耐压要要求也就就越高，因因此()有源电电力滤波波器的设设计是综综合考虑虑的。 由式式()，得得 由此选选取直流流侧参考考电压为为。 在某一一周期内内电容始始终处于于充电或或放电状状态，直直流侧电电容电压压最大允允许偏离离设定值值为，则则( ).输输出电感感值的选选取有源源滤波器器的补偿偿特性丰丰要取决决于输出出补偿电电流对于于补偿指指令电流流的跟踪踪控

39、制能能力。而而输出电电感值直直接决定定了补偿偿电流的的跟踪速速度，从从而很大大程度地地影响电电力有源源滤波器器的工作作性能。电电感值过过大，则则系统不不能适时时跟踪指指令电流流信号，而而且电感感值的增增大也会会造成设设备成本本的增加加；反之之。如果果太小，则则补偿后后的纹波波电流过过大。()有源电电力滤波波器设计计时合理理选择主主电路交交流侧输输出电感感值。()电感感的最大大取值由主电路的的模型，对对于相有有式()中，对对于不同同的谐波波源和不不同的补补偿要求求，指令令电流*是不同同的，其其最大电电流变化化率与补补偿参考考电流的的具体表表达形式式密切相相关。其其经验公公式为 ().电电感的最最

40、小取值值 如果果电感取取值太小小，则会会使补偿偿电流的的纹波过过大，影影响有源源电力滤滤波器的的补偿效效果。因因此，电电感的最最小值主主要由主主电路开开关器件件所产牛牛的纹波波决定，电电感的作作用是将将其在补补偿电流流上产生生的纹波波限定在在一定范范围内。有有源电力力滤波器器的实际际输出电电流偏离离指令电电流的最最大允许许值为，()有源电电力滤波波器以根根据式()和式式()，并并结合实实际情况况对交流流侧电感感值进行行选取和和调整，从从而选择择合适的的电感值值。.()有源源滤波装装置的应应用()有源滤滤波装置置并联于于系统电电网中，通通过实时时检测非非线性负负载产生生的谐波波电流和和无功电电流

41、，快快速产生生与其大大小相等等，方向向相反的的补偿电电流并注注入系统统，达到到滤除谐谐波并改改善功率率因数的的目的。是是用于动动态抑制制谐波、补补偿无功功功率的的新型电电力电子子装置，能能对大小小和频率率都变化化的谐波波及无功功功率进进行补偿偿。和传传统的无无源滤波波器相比比，有突突出的优优点。()对各各次谐波波和分数数谐波均均能有效效地抑制制，且可可提高功功率因数数；()系统阻阻抗和频频率发生生波动时时，不会会影响补补偿效果果。并能能对频率率和幅值值都变化化的谐波波进行跟跟踪补偿偿，且补补偿特性性不受电电网阻抗抗的影响响；()不会产产生谐振振现象，且且能抑制制由于外外电路的的谐振产产生的谐谐

42、波电流流的变化化；()用一台台装置就就可以实实现对各各次谐波波和基波波无功功功率的补补偿；()不存存在过载载问题，即即当系统统中谐波波较大时时，装置置仍可运运行，无无需断开开等,具有良良好的调调节性能能。萨梅特()有源滤滤波装置置优点： 无需现场检检测数据据，即装装即用适合快速变变动的负负载情况况，以及及其他无无源滤波波无法治治理的场场合；在在特殊情情况下还还可作为为性能优优异的动动态无功功补偿装装置（使使功率因因数稳定定在设定定值，而而不是像像常规的的动态或或静态无无功补偿偿，只是是将功率率因数控控制在一一定范围围内变动动）与其他进口口同类产产品比较较，性能能更加优优越，更更加集成成化，具具

43、有价格格竞争优优势，性性价比高高性能及参数数：取样电流：（二二次电流流）单次电流谐谐波限值值：温升：电感感；模块块；高频频滤波器器总电流谐波波畸变率率限值：单模块电流流峰值限限制：动态响应：防护等级：噪音：自动限流，不不发生过过载保证不与系系统发生生谐振可根据需要要设置为为：只补补偿谐波波、只补补偿无功功、同时时补偿谐谐波和无无功采用智能型型模块，内内置保护护有：短短路、过过流、过过热、驱驱动欠压压、直流流母线过过压，可可靠性极极高执行标准（国国际标准准）、和和 柜体规格：单柜宽宽度深度度高度，(注明;也可根根据现场场需要订订制) 六、无源滤滤波、有有源滤波波及与其其他进口口品牌的的比较： 性

44、能比较较：项目无源()有源谐波滤除率率滤波次数固定到次体积大小容量扩展不能方便负载特性的的适应性性弱强现场实测数数据需要不需要维修麻烦模块化 热热拔插方方便噪音项目达标率率动态响应 自动限流无有系统谐振容易产生不发生功率因数稳稳定度波动大稳定在设定定值降低线损运行模式滤波无功可设置为只只补偿谐谐波、只只补偿无无功或同同时补偿偿谐波和和无功保护过流、雷击击过流（两级级）、雷雷击、过过压（两两级）、驱驱动欠压压、轻载载封闭、过过热（三三级）、模模块故障障报警、适适中保护护 与其他他进口品品牌的比比较： 萨梅梅特有源源滤波装装置与国国外其他他知名品品牌比较较，性能能指标基基本完全全一致，在在某些方方

45、面甚至至更加优优越：（）萨梅特特低压电电力有源源滤滤装装置采用用模块化化设计，每每个模块块完全独独立，单单模块故故障不影影响其他他模块的的正常工工作，维维修更方方便。由由于支持持热拔插插，直接接拔出损损坏的模模块，插插上新的的模块即即可，前前后只需需几秒钟钟时间。维维修成本本也更低低，只收收取单模模块的成成本即可可。某些些牌由于于采用单单柜大电电流的形形式，维维修需要要更换功功率大得得多的功功率器件件，还需需寻找故故障点，所所以维修修相当麻麻烦，费费用也高高得多。（）萨梅特特低电压压力有源源滤波装装置保护护功能非非常强大大：其中中过流保保护采用用两级保保护，第第一级峰峰值限流流，模块块仍正常常工作，第第二级为为过流，模模块自动动关断，并并可自动动恢复。直直流过压压保护采采用两级级保护，第第一级过过压正常常运行，并并自动快快速降低低直流电电压，第第二级过过压自动动关断，并并可自动动恢复。过过热采用用了一级级保护，第第一级 启动动散热器器风机降降温，第第二级启动内内部风道道降温，第第三级在在模块自自动关断断。模块块正常工工作于额额定电流流及以下下时，温温度不会会超过，并且且温度在在以下时时模块仍仍可正常常工作（所所有器件件均为工工业器件件，耐温温为），大大大降低低了热损损坏的概概率。功率模块损损坏的原原因主要要有热损损坏和防防止措施施不当，我我们的防防止措施施是：功功率器件件的散