低壓有源濾波裝置在商務(wù)酒店諧波治理中的應(yīng)用

淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司   嘉定   201801

1、引言

目前隨著技術(shù)的發(fā)展，商務(wù)酒店自動化程度越來越高，自動控制設(shè)備越來越多，EIB智能照明系統(tǒng)已逐漸成為商務(wù)酒店的標(biāo)準(zhǔn)配置。同時(shí)為了節(jié)能，變頻器在空調(diào)系統(tǒng)和電梯中大量使用。但上述設(shè)備在工作中產(chǎn)生大量諧波，以變頻器為例，既有整流器又有高頻逆變，在高低頻段同時(shí)產(chǎn)生大量的諧波。諧波已與電磁干擾、功率因數(shù)降低并列為電力系統(tǒng)的三大公害。因此對諧波的測量和分析是電力系統(tǒng)分析和控制中的一項(xiàng)重要工作，是繼電保護(hù)、故障測量等工作開展的重要前提。

1. 商務(wù)酒店諧波的危害

商務(wù)酒店非線性負(fù)載在客觀上產(chǎn)生高次諧波，由于諧波量太大,不僅會對供電電網(wǎng)造成污染，而且會對商務(wù)酒店的通訊及電力設(shè)備產(chǎn)生不利影響。

2.1對供電電網(wǎng)的危害

對供電電網(wǎng)造成污染引起電網(wǎng)中元件產(chǎn)生附加損耗，降低發(fā)電、配電及用電設(shè)備的使用效率，甚至使線路過熱引發(fā)火災(zāi)；由于電流中諧波部分的影響，對電網(wǎng)電壓也帶來影響，使電網(wǎng)電壓的總諧波畸變率也超出國家標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 對商務(wù)酒店運(yùn)行的危害

1. 對設(shè)備本身產(chǎn)生附加損耗，影響商務(wù)酒店電氣設(shè)備正常工作，產(chǎn)生機(jī)械振動、噪音、過電壓，使變壓器、電容器、電線等設(shè)備過熱，絕緣老化，壽命縮短；

（2）對鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者引起噪音，降低通信質(zhì)量，重者導(dǎo)致信息的丟失，使通信系統(tǒng)無法工作。

（3）由于商務(wù)酒店后勤要求，負(fù)載啟停頻繁，造成電網(wǎng)浪涌、瞬變嚴(yán)重。電壓、電流的突變會引起過電壓，大大縮短了用電設(shè)備的壽命，無形中增加設(shè)備投資成本。

（4）電流諧波指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)，對EIB 等系統(tǒng)造成一定的沖擊，經(jīng)常引起系統(tǒng)的無故故障。

3、商務(wù)酒店諧波的解決方案

為保證商務(wù)酒店運(yùn)行的高可靠性要求, 在設(shè)計(jì)和施工階段, 目前主要采取以下措施預(yù)防諧波對設(shè)備的干擾。

( 1) 為電子設(shè)備設(shè)計(jì)回路供電, 盡可能避免諧波干擾沿供電線路竄入。

( 2) 為易受干擾設(shè)備加裝線路濾波器, 消除或抑制諧波分量, 達(dá)到凈化電源的目的。

( 3) 使該類設(shè)備配線盡可能遠(yuǎn)離諧波電流畸變嚴(yán)重的線路, 以避免空間電磁干擾。

然而，這些措施卻不是從源頭對諧波污染進(jìn)行治理。

根據(jù)電網(wǎng)諧波國家標(biāo)準(zhǔn)要求，從改善系統(tǒng)電力品質(zhì)、保障設(shè)備安全和正常運(yùn)行、綜合提升設(shè)備運(yùn)行效率和電力能源使用效率的目的出發(fā)，可采用ANAPF低壓有源濾波器，在消除諧波的同時(shí)，可以有效、干凈地吸收線路中的諧波和浪涌。達(dá)到優(yōu)化線路電力品質(zhì)，減少諧波危害，達(dá)到保護(hù)設(shè)備運(yùn)行，節(jié)約用電的效果。

3.1 ANAPF工作原理

ANAPF系列有源電力濾波裝置，以并聯(lián)方式接入電網(wǎng)，通過實(shí)時(shí)檢測負(fù)載的諧波和無功分量，采用PWM變流技術(shù)，從變流器中產(chǎn)生一個(gè)和當(dāng)前諧波分量和無功分量對應(yīng)的反向分量并實(shí)時(shí)注入電力系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)諧波治理和無功補(bǔ)償。

ANAPF原理如圖一所示：

3.2 ANAPF技術(shù)參數(shù)

表一：ANAPF技術(shù)參數(shù)

4、ANAPF低壓有源濾波器在商務(wù)酒店中的應(yīng)用案例

該商務(wù)酒店總建筑面積20萬平米，中央空調(diào)、電梯全部為變頻拖動，有數(shù)個(gè)大型數(shù)據(jù)機(jī)房全部安裝UPS，同時(shí)全樓裝有EIB智能照明系統(tǒng)。根據(jù)該商務(wù)酒店各變壓器非線性負(fù)荷設(shè)備的負(fù)載率大小和相應(yīng)的諧波畸變率，在配電室變壓器母線處、中央空調(diào)制冷機(jī)變頻器旁配置ANAPF有源濾波器。其次在中控室、弱電機(jī)房、總統(tǒng)套房等重要設(shè)備旁配置ANAPF有源濾波器。

下面以配電室配電變壓器母線處ANAPF有源濾波器投入運(yùn)行前、后配電系統(tǒng)電能質(zhì)量測試情況的對比分析為例來具體描述。

4.1 有源濾波器運(yùn)行前后的數(shù)據(jù)

（1）有源濾波器投入前電流波形畸變比較嚴(yán)重，三相電流諧波含量分別為30.5%、35.2%、29.7%，三相電流分別為147A、168A、148A，中性線電流為1A。

（2）有源濾波器投入后電流波形畸變情況明顯改善，三相電流諧波含量明顯降低，分別為3.1%，4.1%，3.7%，三相電流分別為144A、168A、148A，中性線電流為1A。

4.2 有源濾波器投運(yùn)前后測試記錄數(shù)據(jù)