1、諧波治理方案選擇

根據(jù)對(duì)機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)諧波參數(shù)的分析和國(guó)家諧波治理標(biāo)準(zhǔn)，我們對(duì)機(jī)場(chǎng)諧波抑制方案進(jìn)行了選擇。

目前電力系統(tǒng)諧波治理主要存在兩大主流方式：無(wú)源濾波技術(shù)和有源濾波技術(shù)。機(jī)場(chǎng)燈光站采用的大功率電力半導(dǎo)體調(diào)光設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生大量高次諧波（主要是3 倍次諧波以外的所有奇次諧波），而無(wú)源濾波器對(duì)每次諧波都要單獨(dú)設(shè)計(jì)單諧振濾波器，設(shè)計(jì)參數(shù)要跟系統(tǒng)阻抗有關(guān)（計(jì)算系統(tǒng)阻抗很繁瑣，并且系統(tǒng)逐年擴(kuò)建，系統(tǒng)阻抗也會(huì)變化）；無(wú)源濾波不能對(duì)諧波完全消除，反而存在著放大諧振的危險(xiǎn)；電容的老化也會(huì)使原來(lái)設(shè)計(jì)諧振點(diǎn)偏移而達(dá)不到濾除目標(biāo)諧波的目的；無(wú)源濾波系統(tǒng)適合負(fù)荷單一、穩(wěn)定的場(chǎng)合。

與無(wú)源濾波器相比，有源濾波系統(tǒng)具有高度可控性和快速響應(yīng)性（≤1ms），能補(bǔ)償各次諧波，可抑制閃變、補(bǔ)償無(wú)功，有一機(jī)多能的特點(diǎn)；在性?xún)r(jià)比上較為合理；濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險(xiǎn)；具有自適應(yīng)功能，可自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償變化著的諧波。其基本原理是從諧波源（被補(bǔ)償對(duì)象）負(fù)載回路中檢測(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而相位相反的補(bǔ)償電流波形，用以抵消諧波源負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流，從而使電網(wǎng)側(cè)電流只含有基波分量。

anapf有源濾波裝置專(zhuān)門(mén)針對(duì)此類(lèi)工況特點(diǎn)的低壓配電系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，該裝置濾波效率高、實(shí)時(shí)跟蹤、響應(yīng)速度快特點(diǎn)，可高效濾除負(fù)載諧波，抑制系統(tǒng)振蕩，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，同時(shí)取得明顯的節(jié)能降耗和供電設(shè)備增容的效果。

2、anapf低壓有源濾波器在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用案例

某機(jī)場(chǎng)供電系統(tǒng)的基本狀況如下：供電容量較大，供電電壓以110/10/0.4kv 等級(jí)為主，機(jī)場(chǎng)設(shè)備較多且分散，用電量大，部分為設(shè)備，負(fù)荷有一定沖擊性，供配電系統(tǒng)三相基本平衡，低壓部分進(jìn)行了集中無(wú)功補(bǔ)償。

以1#助航燈光站為例進(jìn)行諧波分析，1#助航燈光站包括2臺(tái)500kva變壓器和一臺(tái)150kva發(fā)電機(jī)備。主要用電設(shè)備為機(jī)場(chǎng)助航燈光設(shè)備。

2.1 anapf有源濾波裝置的工作原理

anapf系列有源電力濾波裝置，以并聯(lián)方式接入電網(wǎng)，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載的諧波和無(wú)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(wú)功分量對(duì)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(wú)功補(bǔ)償。

原理如下圖：

2.2 anapf有源濾波裝置投入前后對(duì)比

(1)有源濾波器投入前功率、電流波形畸變嚴(yán)重，諧波治理后波形趨于正弦波，諧波治理的工作達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)和效果；

(2)有源濾波器投入后功率因數(shù)波形畸變情況明顯改善，諧波治理前分別為-0.805，-1.000，-1.000，治理后分別為0.925,0.394,0.347。

                             

        治理前電流波形                                                   治理后電壓波形

                              

治理前單相功率波形圖                                                  治理后單相功率波形圖

 

                               

治理前功率因素和總畸變率                                      治理前功率因素和總畸變率

從附圖的對(duì)比中可以看出：同種負(fù)載條件下，投入使用anapf有源濾波器后，電能質(zhì)量改善的同時(shí)，又節(jié)省了電能；功率因數(shù)的大幅度提高，提升了變壓器、發(fā)電機(jī)的供電容量，從而解決了系統(tǒng)發(fā)電機(jī)帶全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)控制設(shè)備失調(diào)的問(wèn)題。

 5.3安裝要求

anapf一般為標(biāo)準(zhǔn)柜式結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)應(yīng)避免倒置或平放，外形尺寸由所選諧波補(bǔ)償電流值決定，平面布置形式一般由諧波電流補(bǔ)償點(diǎn)位置決定。其平面布置要求如下：

1)離墻安裝：正常情況下建議與低壓開(kāi)關(guān)柜并列離墻布置，正面操作，雙面維護(hù)，背面維護(hù)通道不小于800mm。

2)靠墻安裝：anapf也可靠墻布置，正面操作，正面維護(hù)。

3）電氣設(shè)計(jì)人員在考慮系統(tǒng)接線及平面布置時(shí)應(yīng)注意將anapf的補(bǔ)償接入點(diǎn)盡量靠近補(bǔ)償對(duì)象，并處于采樣ct的上游，或在末端預(yù)留空間供設(shè)計(jì)安裝，ct采樣處下游不能包含容性負(fù)荷。平面布置示意如下圖：

變電所平面布置圖

 4）anapf所有正常情況下不帶電的金屬外殼均應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的接地制式（tn-s、tn-c-s、tt等）嚴(yán)格做好相應(yīng)的保護(hù)接零或保護(hù)接地。

無(wú)功補(bǔ)償解決方案

一、ansvc低壓無(wú)功功率補(bǔ)償裝置

  1.簡(jiǎn)介

  ansvc低壓無(wú)功功率補(bǔ)償裝置適用于頻率50hz電壓0.4kv電網(wǎng)的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償，它集無(wú)功補(bǔ)償、電網(wǎng)監(jiān)測(cè)于一體，不但可以通過(guò)投切電容器組來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)中的無(wú)功損耗，提高功率因數(shù)，降低線損，從而提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量，同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)等電量參數(shù)。

  2.功能特點(diǎn)

  組成要素：柜體、無(wú)功補(bǔ)償控制器、復(fù)合開(kāi)關(guān)、電抗器、浪涌保護(hù)器、電容器組等。

  具有快速的響應(yīng)速度，可連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)、無(wú)涌流、拉弧，無(wú)機(jī)械開(kāi)關(guān)使用壽命的限制。

  3.應(yīng)用領(lǐng)域

  電力、汽車(chē)、冶金、鐵道、石油、港口、輕工、機(jī)械制造、化工、造紙、紡織、煤炭、造船、

  通訊、建材、機(jī)場(chǎng)、大型場(chǎng)館、高層建筑等場(chǎng)所配電系統(tǒng)。

  二、低壓無(wú)功補(bǔ)償元件

  1、低壓無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器

  1.1簡(jiǎn)介

  arc數(shù)碼管顯示型功率因數(shù)補(bǔ)償控制器可以與電壓等級(jí)在400v或660v以下的靜態(tài)電容屏（柜）配套使用，輸出路數(shù)有12，16兩種規(guī)格。控制器采用基波功率因數(shù)和基波無(wú)功功率作為電容器投切的依據(jù)，投切穩(wěn)定無(wú)投切震蕩，并提供6種混合補(bǔ)償（共補(bǔ)+分補(bǔ)）方案，12種投切編碼方式，在有諧波的情況，能正確顯示基波功率因數(shù)。

  arc液晶顯示型功率因數(shù)補(bǔ)償控制器采用高精度的電量芯片，是以無(wú)功功率為取樣物理量的補(bǔ)償器。該控制器能可靠地運(yùn)行在大諧波、非正弦電流、強(qiáng)干擾等任何惡劣電網(wǎng)環(huán)境下。

  arc液晶顯示485總線型功率因數(shù)補(bǔ)償控制器，運(yùn)用成熟的無(wú)功混合補(bǔ)償控制策略和高精度計(jì)量芯片研制而成，可與補(bǔ)償電容器連接補(bǔ)償電網(wǎng)中的無(wú)功損耗、提高功率因數(shù)、降低線損，提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量。

  arc液晶顯示帶usb接口型功率因數(shù)補(bǔ)償控制器不但可以與補(bǔ)償電容器連接，補(bǔ)償電網(wǎng)中的無(wú)功損耗，提高功率因數(shù)，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)、諧波等運(yùn)行數(shù)據(jù)，可完成對(duì)整個(gè)低壓配電線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、報(bào)表處理等綜合管理，為低壓配電線路的科學(xué)管理提供手可靠數(shù)據(jù)。

  1.2功能特點(diǎn)

  適用于多種不同場(chǎng)合的配電系統(tǒng)。

  無(wú)功功率，小負(fù)荷不產(chǎn)生投切振蕩。

  可實(shí)現(xiàn)循環(huán)投切和多種編碼控制投切方式。

   控制回路多達(dá)18路。

 

  可實(shí)現(xiàn)全三相補(bǔ)償，全分相補(bǔ)償，混合補(bǔ)償。

  提供多種電參數(shù)測(cè)量值，測(cè)量更全面。

  1.3應(yīng)用領(lǐng)域

  工廠配電、小區(qū)配電、煤礦、軌道交通等行業(yè)。

  2、低壓投切開(kāi)關(guān)

  2.1簡(jiǎn)介

  akf系列低壓復(fù)合開(kāi)關(guān)和akf系列低壓同步開(kāi)關(guān)是新一代低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置中的電容器投切裝置，其基本工作原理是將可控硅和磁保持繼電器并聯(lián)，由內(nèi)部單片機(jī)控制，在投入和切除的瞬間由可控硅承擔(dān)過(guò)零投切，之后由磁保持繼電器接通運(yùn)行。因此，復(fù)合開(kāi)關(guān)既有過(guò)零投切無(wú)涌流的優(yōu)點(diǎn)，又有交流接觸器運(yùn)行無(wú)功耗的長(zhǎng)處，可避免可控硅運(yùn)行發(fā)熱和接觸器切除時(shí)有火花的缺點(diǎn)。

  akf系列晶閘管動(dòng)態(tài)投切開(kāi)關(guān)是無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)的電子開(kāi)關(guān)，可跟蹤負(fù)載無(wú)功電流變化，采用過(guò)零投切，投切過(guò)程無(wú)過(guò)壓、電弧等現(xiàn)象，響應(yīng)時(shí)間塊可頻繁投切無(wú)噪音，使用時(shí)間長(zhǎng)。并具有缺相保護(hù)、自動(dòng)識(shí)別相序、過(guò)溫保護(hù)報(bào)警輸出等功能，投切次數(shù)可達(dá)。

  2.2功能特點(diǎn)

  可控硅耐壓：可控硅耐壓不低于2000v，具有過(guò)壓、過(guò)流及電流瞬變保護(hù)措施。

  放電技術(shù)：電容能在2s內(nèi)完成對(duì)殘壓的放電。

  軟件過(guò)流檢測(cè)技術(shù)：能夠準(zhǔn)確找出過(guò)零點(diǎn)，檢測(cè)到諧波時(shí)不發(fā)出投入命令。

  上電、掉電無(wú)誤觸發(fā)：上電時(shí)不會(huì)誤投入電容，掉電時(shí)能及時(shí)切除已投入的電容。

  過(guò)零投切無(wú)涌流，延長(zhǎng)電容器使用壽命。

  2.3應(yīng)用場(chǎng)合

  低壓無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域

  控制器和投切開(kāi)關(guān)應(yīng)用

3、低壓智能電容器

  3.1簡(jiǎn)介

  azc系列智能電容器由智能測(cè)控單元、晶閘管復(fù)合開(kāi)關(guān)電路、線路保護(hù)單元、兩臺(tái)共補(bǔ)或一臺(tái)分補(bǔ)低壓電力電容器構(gòu)成，替代常規(guī)由熔絲、復(fù)合開(kāi)關(guān)或機(jī)械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置，改變了傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置體積龐大和笨重的結(jié)構(gòu)模式，具有更好的補(bǔ)償效果。

  azcl系列智能集成式諧波抑制電力電容補(bǔ)償裝置是以低壓電力電容器、高性能電抗器、高可靠投切開(kāi)關(guān)、控制系統(tǒng)為主體，采用微電子軟硬件技術(shù)、微型傳感器技術(shù)、微型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電器制造技術(shù)等新技術(shù)成果，將其智能化，實(shí)現(xiàn)低壓無(wú)功補(bǔ)償功能，能夠可靠工作。主要應(yīng)用于諧波十分嚴(yán)重場(chǎng)合的無(wú)功補(bǔ)償，能夠可靠運(yùn)行，不會(huì)產(chǎn)生諧振，在一定程度上有吸收消除諧波的功能，其中串接7%電抗器的產(chǎn)品使用于主要諧波為5次、7次及以上的電氣環(huán)境，串接14%電抗器的產(chǎn)品使用于主要諧波為3次及以上的電氣環(huán)境。

  3.2功能特點(diǎn)

  過(guò)零投切，分相補(bǔ)償，溫度保護(hù)，缺相保護(hù)，過(guò)壓、欠壓保護(hù)；

  諧波功能，智能網(wǎng)絡(luò)控制，高可靠性；

  積木結(jié)構(gòu)，接線簡(jiǎn)單，擴(kuò)容方便，維護(hù)方便，效果顯著。

  3.3應(yīng)用領(lǐng)域

  成套柜、戶(hù)外配電箱、城市電網(wǎng)、農(nóng)村電網(wǎng)、廠礦企業(yè)、石油化工、民用建筑、市政商業(yè)建筑、軌道交通配電系統(tǒng)等領(lǐng)域。

濾波補(bǔ)償模塊-諧波吸收裝置-低壓有源濾波柜-無(wú)功功率補(bǔ)償方式