谐波讲座及治理讲座.ppt

1．国家标准对谐波的要求： 1．国家标准对谐波的要求： 无谐振 灵活 效果 好 无过载 动态 连续 有源电力滤波器 优 点 APF 优点 并联 与谐波源并联，为谐波提供通路，起到“疏”作用，具有投切方便、保护简单的优点。工业多采用此方案。 串联 串联于电源与负载之间，阻止负载谐波流入系统，起到“堵”作用。但投切、退出和保护比较复杂。 混合 无源滤波器和有源滤波器的组合结构，减少了有源电力滤波器的体积和成本 APF 分类 APF 原 理 APF 原 理 APF 主电路 APF 工作过程 反向后的 谐波电流 输出 控制 计算 检测 APF 技术组成 DSP 有源电力 滤波器 电流跟踪控制 谐波检测技术 APF 设计内容 容量 接入点 电路结构 根据需要补偿负荷的谐波次数及容量确定有源电力滤波器的容量 根据补偿效果及就地补偿原则确定有源电力滤波器接入点 根据接入点电压及负荷结构确定有源电力滤波器电压等级及电路 APF 产品外观 工作电压：380V、520V、660V 电源频率：50/60Hz 最大谐波电流：50A、100A、150A、200A、300A 可滤除谐波次数：2次~50次谐波 滤波效率：＞90% 响应时间：＜10ms 开关频率：20KHz APF 技术参数 1 50A~100A 1000×800×2200 2 120A~200A 1000×1000×2200 3 220A~300A 2×（1000×1000×2200） 注：1、本装置可以多台柜并联使用，扩大滤波能力。 2、柜体尺寸可根据用户需求进行特殊设计。 APF 体 积 任选工 作模式 长时间安 全运行 操作 简单 应用 灵活 只补谐波、只补无功、谐波无功均补、补偿谐波次数任选 采用进口高品质IGBT、DSP及具有完善的保护功能 采用大屏幕彩色触摸屏、中文菜单式操作、人机界面良好、可远程通讯 可多台并联及与TSC、 TSF组合使用 APF 技术特点 APF B E C D A 汽车制造 钢铁冶金 造纸业 电气化铁道 烟草行业 APF 应用领域 中频炉负荷特点： 中频炉是将三相工频（50Hz）交流电经整流电路变为直流电，再经逆变电路输出单相的中频（1000-1500Hz）交流电源供给炉子加热。 APF用在中频炉负荷 自然功率因数很高，一般在0.9以上（甚至更高），向系统吸收的无功小。 中频炉是一个复杂的非线性电路，输入侧的电流是非正弦波的，由此产生大量高次谐波注入电网。 一般1000KW以下的中频炉通常采用6脉动整流;1000KW以上的中频炉采用12或24脉动整流。 6脉动整流的中频炉产生的谐波主要为：5、7、11、13次等谐波。 12脉动整流的中频炉产生的谐波主要为：11、13、23、25次等谐波。 应用案例一 中频炉的危害 中频炉产生的谐波流入电容器，加大了电容器的热能损耗，加速电容器老化，造成电容器使用寿命降低。 谐波与电容器形成谐振严重放大谐波，瞬间电流高达数千安培,造成电容器鼓肚、爆炸，开关跳闸，带来厂区大面积停电、人员伤亡事故。 诣波在电网中流动，引起的功率损耗都是无效损耗，加大网损。 谐波使变压器损耗加大，变压器磁密按照基波电流设计，大量谐波流过变压器容易使变压器磁通饱和，加大损耗。 有资料显示3%的谐波电压会产生5%的变压器损耗。 对自动化水平比较高的生产线、电气设备造成干扰,谐波导致程序紊乱、保护总跳闸,无法顺利生产。 采用LC滤波的危害 LC滤波的参数易变,电容容量逐年衰减,谐振点发生改变,起不到 滤波效果。 LC滤波的电容器参数一旦偏移,产生谐振,烧毁电器设备。 LC滤波靠阻抗分流,滤波效果一般在50%左右,不能有效滤波。 LC容量一旦确定,是固定不变的,系统容量扩载,LC出现过载。 LC属于分组式滤波,设多组滤波通道,在整体效果上各组互相抵消,在未来发展趋势中,电力电子滤波取代 LC 已成为必然。 APF取消了滤波电容、滤波电抗,LC再增容也达不到APF的滤波效果。 用户情况介绍 情况简介： 地 点：桥箱有限公司热压轴头设备电力配套工程 主要负荷：一台200KW中频炉 解决问题：中频炉在工作的时候产生大量谐波，导致同系统内其他数控设备总出现故障，影响企业正常生产。 解决方案：为了治理谐波污染问题，在中频炉旁边进行就地滤波，安装了一台200A的 APF电力有源滤波装置。APF有源滤波装置占地面积小，采用一台低压柜体。 安装位置示意图 其它负载 APF-200 中频炉 If IS IL APF投入前IS APF投入后IS LC滤波器投入后理想效果IS