HBNAPF有源電力濾波器應用行業分析

HBNAPF有源電力濾波器應用場合：

01軌道交通行業

(1) 城市軌道交通牽引系統（地鐵）：a、電動機車運行所需要的牽引負荷；b、車站、區間、車輛段、控制中心等其他建筑物所需要的動力照明用電，諸如:通風機、空調、自動扶梯、電梯、水泵、照明、AFC系統、 FAS、BAS、通信系統、信號系統等。城市軌道交通的供電系統中諧波源主要為：a、牽引整流逆變裝置產生的高次諧波(11次、13次等)；b、其次是站用變電站中的大量非線性負荷(3次、5次、7次等)；由于牽引負荷安裝在35KV側，一般采用12脈波的整流裝置，諧波含量會降低（由于變壓器的特殊接線方法，5次，7次諧波電流將在變壓器內部相互抵消，從而使對電網的諧波干擾大幅度降低）；如果諧波含量不超標，可考慮只在低壓0.4KV側治理第二大用電群產生的諧波。

(2) 城市公交充電站:城市公交很多城市已經向電動公交發展，在電動公交集體充電的充電站，大量充電機同時工作的時候產生的諧波會對周圍電網和設備造成很大影響。

02汽車制造行業

汽車制造行業：車身車間大量使用電焊機、激光焊機和大容量感性負荷(以電動機為主)等非線性負荷，導致了該車間所有變壓器負荷電流都存在嚴重的諧波電流3次、5次、7次、9次和11次為主，400V低壓母線的電壓總畸變率達到5%以上，電流總畸變率(THD)達到了40%左右，造成400V低壓供配電系統電壓總諧波畸變率嚴重超標，并導致了用電設備和變壓器存在嚴重的諧波功率損耗。同時，該車間所有變壓器負荷電流都存在嚴重的無功功率需求，部分變壓器平均功率因數僅為0.6左右，存在嚴重的功率損耗問題，并導致變壓器輸有功容量嚴重不足。

03通訊及數據中心行業

聯通、電信、網通的辦公大樓：電信建筑中通信設備、數據中心機房設備、專用機房空調設備對供電連續性要求非常高，對電壓波動各種非常敏感，電磁干擾會數據交換設備造成影響。電力諧波會對通信網絡產生干擾，降低通信質量甚至導致通信故障。

電信建筑和數據中心中存在大容量的諧波源負載，大部分為單相非線性負荷，包括：a、UPS電源，單機容量大，大部分為6脈波的UPS不間斷電源設備(3次、5次、7次等)；b、開關電源，主要用于計算機等辦公設備供電電源，數量多(3次、5次、7次等)；c、變頻空調、電梯、水泵等，大量使用，變頻驅動設備為主要諧波源(5次、7次等）。

04商業中心行業

現代商業建筑更加注重智能化、現代化的同時，卻使得諧波、電壓波動、閃變、三相不平衡等電能質量問題變得尤為嚴重。尤其對于商建等現代建筑，大量熒光燈、LED屏、變頻電梯、空調、風機、充電設備、UPS及電力電子設備等大量的使用現代化用電設備，絕大部分都屬于非線性負荷,大大加重了諧波危害，對電網兼容性提出更高的要求。

商建行業平均功率因數在0.78-0.85之間，功率因數處于偏低的狀態。熒光照明類設備和LED燈產生的諧波主要以3次諧波為主，電流畸變率為16.5%-46.8%；整流類負載，如變頻器，目前大多數以6脈為主，產生5、7、11、13次諧波，5次電流較嚴重，畸變率為21.8%-28.5%；諧波電流通過疊加匯聚在系統0.4kV主母線，總諧波電流畸變率較低，一般商建配電中心0.4kV母線諧波電流畸變率為10.3%-17.9%。諧波主要以3N次諧波為主，疊加在N線上，使N線電流表現的異常大。

05醫療行業

現代化醫療機構為提高醫療服務水平。不斷引入新型、復雜的各種醫療設備如核磁共振、 CT機、 X光機、血透機等，同時各種節能照明設備、變頻空調、電梯設備等大量投入使用。醫院有大量的一級負荷，例如：手術室系統、急救設備等。在醫院建筑中安裝有大量的單相非線性諧波源負載，如:大型醫療設備(CT機、B超機、X光機、核磁共振)的調壓設備、現代照明設備、變頻空調電梯等。大部分醫療設備對供電質量要求非常高，對電壓波動和諧波非常敏感。諧波源負荷分布分散，設備運行時諧波變化大。

06公共建筑行業

隨著科學技術的發展，體育館、展覽中心等作為大型的公共建筑，各種新型、高效、多功能的用電設備不斷更新，使得這類公共建筑中基于電力電子裝置的非線性負荷的應用越來越廣泛，例如變頻設備、LED燈照明、大型空調、冷凍機、冷卻泵、水塔等，引起的電能質量問題的因素也逐漸增多，對同樣復雜的、對電能質量敏感的用電設備安全可靠運行帶來嚴重的威脅。

目前在公用建筑中使用的暖通、給排水系統均使用了大量變頻控制設備，而且內部照明設備的使用量較大，大量照明設備都會產生諧波。受到諧波影響的電網出現了較大的安全隱患。公共建筑中使用的變頻設備為6波頭變頻器，出現的諧波以6、8次為主，也會出現12、14次，而部分會出現高次諧波電流。常見的照明設備是單相整流設備，單向整流設備在運行過程中會產生4次諧波，在中性線周圍比較集中，在聚集一段時間后，諧波含量可能超過相線諧波的4倍左右。

07冶金行業

煉鋼企業：大量采用的是中頻爐加熱設備，變頻驅動設備。電弧爐、中頻爐在正常生產時會對電網造成高次諧波、電壓閃變、電壓波動、電壓及電流不平衡。

軋鋼企業：軋鋼機、打磨機、電機拖動設備，都是采用變頻驅動的來實現的，在設備運行過程中會產生5、7、11、13次特征諧波。

08石油化工行業

石化企業低壓配電系統主要諧波源:

（1）機泵的變頻調速裝置(VVVF)

工藝裝置或水系統使用變頻調速裝置主要目的是：a、節約能源某些機泵實際工作點(流量、壓力)可能偏離設計值，在一個較大的范圍內變化，用調節原動機(電動機)轉速的方法可以帶來顯著的節能效果；b、用調節原動機速率實現控制功能，取代工藝控制閥，避免控制閥的嚴重磨損；大多數變頻調速裝置整流環節為三相橋式可控整流，注入電源系統主要是5次諧波。

（2）不間斷電源裝置(UPS)

用于對一級負荷中特別重要的負荷供電，這些負荷包括：工藝過程控制DCS系統，配電系統的微機監控系統，火災報警系統以及工廠智能化信息管理系統等。

UPS產生的諧波主要為次諧波，按照容量不同可能注入系統的諧波電流分為：a、變電所用直流電源成套設備；b、電動機的軟起動設備；c、新型照明燈具(節能燈、采用電子鎮流器的日燈)；d、其它電子設備。

09煙草行業

卷煙廠的負荷種類多，包括：a、生產設備：制絲生產線、卷機包生產線、裝封箱等生產線上的生產設備；這些生產設備均為變頻驅動設備，諧波污染嚴重；b、動力中心負載:包括風機、水泵等。有大量的變設備，諧波污染嚴重。

10寶石、單晶硅、玻璃合成行業

寶石、單晶硅、玻璃在合成的時候采用的加熱設備都是中頻爐。在中頻爐的整流設備產生的諧波會對電網造成危害。整流部分的作用是把我們生活中用的50HZ的交流電變成一個脈動的直流電的過程。根據整流脈沖數的不同可以分成6脈整流，12脈整流，24脈整流等。

通常的三相6脈沖橋式整流線路在工作時會對電網產生5次，7次，11次，13次和更高次的諧波干擾電流，。如果采用三相6脈沖可控硅橋式整流線路，它們工作時產生的諧波干擾有可能造成當地電網諧波超標（取決于當地電網的短路容量，短路容量應大于400MVA），或導致某些精密設備和儀器不能正常工作；若采用六相12脈沖橋式整流線路，由于變壓器的特殊接線方法，5次，7次諧波電流將在變壓器內部相互抵消，從而使對電網的諧波干擾大幅度降低。12脈沖可控硅橋式整流線路的低次諧波是11次，不含5、7次諧波分量。

中頻爐造成的諧波畸變嚴重，但是功率因數高達0.9以上，濾波治理困難，容易造成過補償。

11油田平臺工程行業

海上石油平臺鉆井設備的電動機配置如下:2組泥漿泵組的電機、絞車電機、轉盤電機、頂驅電機。每一段母線上有4臺由全交流變頻驅動系統控制的大型電動機。交流變頻驅動系統會產生大量的高次諧波，6脈波交流變頻驅動系統，將會產生5次，7次，11次，13次等次諧波。

由于變頻器功率因數較高，一般在0.9以上，同時產生大量的諧波，電流諧波畸變率THDI達30%以上，因在治理諧波的同時，必須保證系統會過補償。

12造紙行業

變頻器作為設備傳動的核心部件在造紙行業應用廣泛，變頻器大量應用運行時，存在其輸入側的功率因數較低的問題，同時又存在諧波干擾的問題，必將產生大量的5、7、11、13次諧波，諧波主要以6N±1次諧波為主，解決方案是根據負荷特性設計調諧式濾波器或采用無源和有源混合濾波裝置。而變頻器輸入側功率因數較低的原因,不是電流波形滯后于電壓，而是高次諧波電流造成的，所以不能通過并聯補償電容器來提高功率因數，而應設法減小高次諧波電流，具體措施就是接入電抗器。

13塑料紙薄膜和芯片生產行業

塑料紙薄膜和芯片生產行業中生產自動控制系統對電能質量的要求很高，供電電源的任何“擾動”都能影響到設備的正常運行，導致產品的次品率增加。可以這樣說，電能質量的好壞關系到產品質量的好壞。

14港口碼頭行業

港口機械上電子變頻裝置和晶閘管整流裝置的使用越來越廣，所占的容量比例也越來越大。非線性的用電負載設備產生的諧波大量地注入電網使系統電壓電流波形發生畸變，嚴重影響了港區的電氣質量，威脅著港口、港區用電設備的經濟運行，能量浪費大，直至影響通訊設施的工作信息的傳輸、繼電保護系統的的誤動和拒動。

有源電力濾波器(APF)容易進入的行業多是諧波畸變嚴重，然而功率因數高的場合。因為在這種場合下用無源治理比較困難。要想治理的話只能用有源電力濾波器來治理。安科瑞以“服務客戶，解決終端客戶用電問題”為宗旨，針對不同行業出現的電能質量問題，有相應的解決方案。針對普通行業例如數據中心通信行業、體育館公共建筑行業、商業中心行業和醫療行業等，由于上述行業本身負載較輕而引起的電能質量問題，可選用我司常規型有源電力濾波器ANAPF進行治理；

常規型有源電力濾波器--HBNAPF有源電力濾波器

功能特性

1）DSP+FPGA控制方式，響應時間快，全數字控制算法，運行穩定；

2）一機多能，既可補諧波，又可補無功，諧波補償范圍2-51次；

3）總諧波補償率≥ 97%，3/5/7/9等分次獨立補償率≥ 98%；

4）微秒級的；

5）具有完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；

6）模塊設計體積小，安裝便利，可擴容，多機并聯，達到較高的電流輸出等級；

7）采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏以實現參數設置和控制；

8）輸出端加裝濾波裝置，降低高頻紋波對電力系統的影響。