AccuSine有源滤波器在移动通信机房中应用.pdfVIP

第六届电能质量高峰论坛典型案例集 AccuSine有源滤波器在移动通信机房 中的应用 口施耐德电气(中国)投资有限公司 1 项目背景 1．1 移动通信机房设备概述 移动通信机房中大量使用UPS、开关电源及变频空调等非线性设备，这些设备在工作过程中产生大量谐波 电流，会给供电系统造成严重的谐波污染，谐波含量过高不仅影响配电系统安全运行，而且会引起机房设备的 不稳定，甚至造成设备故障。不同厂家的设备产生谐波电流含量有较大的差异，但普遍都偏高，THDI(电流 总谐波畸变率)甚至超过了50％。5次、7次、“次谐波严重，有时含有较大份量的3次谐波，并且这些谐波源 设备的位移功率因数极高。 移动通信设备属于对电能质量要求极高的高端行业，移动通信机房作为移动公司的核心区域，必须保证配 电系统和用电设备安全可靠运行，一旦发生电气事故造成停电或设备故障造成停机，导致的经济损失和社会负 面影响很难估量。 1．2移动通信机房设备谐波的产生 谐波电流是由非线性负载引起的，谐波电压是谐波电流的阻抗在配电系统上产生的电压降。移动通信机房 内的主要谐波源为UPS、开关电源及变频空调等非线性设备。这些换流设备利用整流元件的导通、截止特性来 强行接通和切断电流，致使交流电网的电压、电流波形畸变为非正弦波。非正弦波通常是周期性电气分量，依 据傅立叶级数分解，可分解成基波分量和基波分量整数倍的谐波分量。谐波的次数越高，振幅越低。在频率恒 定情况下，电压和电流均以正弦波波形运行。然而在非线性负载接入系统时，产生的附加的谐波电流会引起电 流和电压畸变。过多的谐波严重影响了供电系统电能质量，并对并网运行的相关设备产生危害，同时谐波通过 在供电系统内流动发热，浪费电能，所以有必要对通信局房供电系统进行谐波治理。 1．3移动通信机房设备谐波的危害 移动通信机房房内大部分电源均由电子开关构成的非线性特性的设备，使得配电系统的谐波污染非常严 重，主要存在以下危害： f 1)对通信线路的影响 使通信线路产生噪声，甚至造成故障。 (2)对变压器的影响 变压器由于过大的谐波电流而产生附加损耗，也会增加变压器铁心的铁损，从而引起过热，谐波电压还会 使变压器励磁电流增大，效率降低，功率因数变坏。当谐波电压长期存在且较为严重时，会使绝缘介质老化加 速，导致绝缘损坏。 (3)对电力电容器的影响 电力电容器的容性阻抗特性，以及阻抗和频率成反比的特性，使得电容器容易吸收谐波电流而引起过载发 热：使电容器发热导致绝缘击穿的故障增多。 431 第六届电能质量高峰论坛典型案例集 自窖器和电自系统中∞感性i件也能形成谐振电路，如果这个谐振目路的掘率等于或接《系统中某次谐波 H量的频率．鞋会P±谐振，同样造成过电压、过热。 (4)对断路器的影响 谐波电流的发热作用大于有效值相等的工频电流．能降低热i件的发热动作电流。目此谐波含t较高的电 流《使断躇器的R断能力降低．这样日能会因谐波产±误动作．目时含加★7断路器窖i的配i。 (5)对继电保护的影响 使怔Ⅱ配电系统低压进缝柜的电Ⅱ保护由于相位变化■误动或拒动。 (6)目电源导线的影响 在电力i统中，目为趋胜效应，高白勺谐波频率增加7导线的谐波电阻。目此谐波电流会增加线路损耗，并 降低线路的传输能力。此外谐波还日能引起漫溃绝缘月部放电，加速电缆绝缘老化，缩短电缝的使月寿命。 (7)对电度表的影响 如果加t电度表的电Ⅱ、电流的波形*|EⅡ弦波，使I作磁通的波形变为非￡弦波，任何非t弦渡均日*耀 为一系列高度谐波，向频高女谐波磋通z间相E怍用会P§附∞力矩，目而引起附加误差，甚!造成计量涅乱。 C S)对柴油发{机组白勺*响 谐波自流使发自机组发热Pi、噪音大、振动太、降低发自机组的输出窑§。 2移动通信行业机房负载谐波分析 21典型负载谐渡特性分析 目前移自通信机房大i使用nUPS多为三相±控桥6脉冲可控硅整流^式，单#容i大，#谐*电流畸变 率大部在25％～35％2间，谐波发射频谱和谐波发射，基本目定，主要谐波为5次、7次、】1次、13次谐波。谐 波电流波形和谐波发射频谱Ⅻ目3一瞳4所i。 目3 UPS自女＆Ⅳ 目