【引言】
近年来,许多厂矿企业大量使用可控硅整流和换流设备、电弧炉、中频炉等谐波干扰源负荷设备,这些设备在吸收大量无功功率、降低用户的功率因数的同时,也使谐波问题日趋严重。根据电力工业电能质量方面的标准及管理规定,各地供电部门出台了相应的谐波限制准则及措施,并对谐波污染严重的企事业单位进行考核和治理。因此,滤除谐波、提高功率因数、延长设备寿命是这类企业节能降耗、提高生产效益和产品质量的当务之急。
传统的谐波抑制和无功补偿方法是采用由电感和电容构成的无源滤波装置,该装置与需补偿的非线性负载并联,在为谐波提供低阻通路的同时,也为负载提供了所需的无功功率。虽然无源滤波装置具有简单、方便的优点,但它也存在许多缺点。
有源电力滤波(active power filter,APF)装置不仅可减小占地面积,而且可有效解决无源滤波装置存在的问题。有源滤波与无源滤波存在着本质区别,它是根据动态补偿谐波的原理,应用现代电力电子器件和计算机技术,快速跟踪谐波产生的谐波大小和特性,由装置发出相应频率的反向电流,从而达到同时滤除多种成分谐波的目的。它一般由电子电力变流器构成,具有半导体功率变流器的高可控性和快速响应性。
1、ANAPF低压有源滤波器在工厂中的应用案例
1.1项目简介
秦皇岛某电子有限公司配电系统中接有5套整流变压器,主要给10个熔化中频电炉供电。该类设备采用12脉波晶闸管整流方式,在生产过程中产生严重的非正弦畸变和大量高次谐波,对自身配电系统和公共电网造成严重干扰。同时,由于该非线性负载为感性的,使自身配电系统的功率因数恶化,10kV进线侧11次和13次谐波电流超出国家标准要求,进而大大影响了配电系统和公共电网的电能质量。如果不进行谐波治理,不仅对该公司自身配电系统造成危害,而且会危及公共电网安全。
1.2 ANAPF滤波装置原理
ANAPF系列有源电力滤波装置,以并联方式接入电网,通过实时检测负载的谐波和无功分量,采用PWM变流技术,从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入电力系统,从而实现谐波治理和无功补偿。
4、结论
1)本文设计的模块化并联型有源滤波装置是可用于低压配电系统的新型滤波补偿装置。该装置自身可同时补偿系统的高次谐波和基波无功功率,具有高度的自适应性,且滤波精度高、补偿效果好。
2)该装置自身各项保护功能完善,可抑制因系统参数改变而产生的并联或串联谐振,还可防止无功过补偿等。
3)在企业原有的电容器无功补偿装置基础上进行了改造,设计的由电容和有源滤波装置构成的滤波与无功功率混合补偿系统,节约了用户投资成本,缩短了工期,为低压配电网的谐波治理工程提供了高效的补偿装置,具有良好的应用价值和应用前景。
4)有源滤波装置模块单体容量的扩大及其电压等级的进一步提高可作为今后研究的方向。