关于有源电力滤波器在烟草行业变配电中的应用

关于有源电力滤波器在烟草行业变配电中的应用

1、谐波的危害

变频器工作时会产生大量的谐波电流，谐波电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变成非正弦。这样，连接在同一点的其他设备上就会被施加了含有谐波成分的非正弦电压，致使一些敏感设备无法正常工作。谐波对企业的危害主要表现在以下几个方面：

（1）使电力元件附加损耗加大，易引发火灾谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。大量三次谐波流过中线会使线路过热，甚至引起火灾。

（4）使继电保护误动作，电气测量误差过大。谐波会导致继电保护，特别是微机综合保护器与自动装置误动作，造成不必要的供电中断和生产损失。谐波还会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给用电管理部门或电力用户带来经济损失。

（5）使工控系统崩溃，临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信息处理设备产生干扰，轻则产生噪声、降低通信质量、计算机无法正常工作，重则导致信息丢失，使工控系统崩溃。

2、谐波的治理

图2-1  ANAPF有源电力滤波器原理图

安装200A有源电力滤波器后，电流畸变率得到大幅度下降，电流波形图由投入前的不规则变为投入后的接近正弦波。治理前后波形如图所示。同时功率因数得到提高，减少了线路的功率损失，提高了电网输电效率，可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支。

在谐波环境下工作的电容，由于电容对谐波呈低阻抗特性，所以首先温度会大大上升，温度Xt将变小；由于有谐波会产生压降，为提高功率因数，电容电压必须大于线电压，这导致电压系数Xv也变小；另外高温会导致电容容值下降，为保证功率因数，电容投切次数必然上升，切投系数Xs同时减小。因此根据上述公式可以算出LE=LEn*0.5*0.5*0.4=0.1LEn，也即在谐波环境下工作的电容寿命为正常环境下电容寿命的十分之一！

由于谐波环境下电容器更容易损坏，频繁的更换电容直接导致硬件成本的上升；另外电容柜是供电系统中提供无功*的电器柜，电容出现故障必然会导致功率因数下降，继而会因功率因数低而被罚款。以电容正常寿命5年计算，在谐波环境下运行的电容半年就要更换。该卷烟厂每台变压器配有无功ABB电容器，单个25Kvar，共800kvar。ABB电容器价格在2000元左右，在与该卷烟厂现场工作人员交流中了解到，平均每月都会更换一个电容。也即一年仅更换电容就有24000元的经济损失。由于谐波影响，电容寿命为正常寿命的十分之一，也即更换频率为正常的10倍！这并不包括由于电容容量的降低使得功率因数低而罚款和这期间各种其他间接损失。由此可以看出谐波产生的直接经济损失十分巨大。

近年来，变频器因其驱动电机系统节能明显、调节方便等优点被广泛应用于大量工厂，但同时因其非线性工作方式产生的高次谐波也给电网系统带来了一定的影响，其危害已不可忽视。对于电能质量要求越来越严格的今天，并联型有源电力滤波器是一种特别适合烟草行业谐波治理的*方案。ANAPF有源电力滤波器能很好的抑制电网中的谐波污染，极大改善电网的电能质量，良好满足设备的运行要求和*标准。

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