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關(guān)鍵詞：
有源電力濾波器
- 摘要：APF2000是集成了即時檢測電流算法、電流各次諧波含量分解算法和生成補償電流反饋技術(shù)的大功率電力電子裝置。使用時并聯(lián)接入系統(tǒng)，通過三相電流互感器即時檢測三相電流，通過內(nèi)部分解算法分解各次諧波和無功電流值生成指令信號，控制由IGBT組成的PWM變流器輸出相應方向的諧波和無功電流注入系統(tǒng)中，實現(xiàn)消除諧波和補償無功的功能。
一、項目介紹
我國是世界上最大的紡織品服裝生產(chǎn)和出口國，隨著自動化、智能化水平的不斷提升，大量自動控制設備和電力電子設備被應用于紡織生產(chǎn)線，從紡紗到織布的整個生產(chǎn)流程中用到了大量變頻調(diào)速裝置，且某些工作環(huán)節(jié)伴隨著SCR電加熱，導致用電系統(tǒng)電能質(zhì)量狀況惡劣，影響到用電系統(tǒng)的安全運營。
某紡紗企業(yè)是一家采用國際最新技術(shù)，專業(yè)生產(chǎn)高科技錦綸的大型現(xiàn)代化企業(yè)，從德國魯奇公司引進最先進的錦綸切片生產(chǎn)工藝，目前有全世界最大產(chǎn)能錦綸切片生產(chǎn)線，錦綸切片年產(chǎn)能20萬噸。從德國歐瑞康-巴馬格公司（Oerlikon-Barmag）購買全套全球最先進的錦綸紡絲生產(chǎn)設備，目前穩(wěn)居“世界民用尼龍纖維領(lǐng)導者”的行業(yè)地位！
由于生產(chǎn)線上大量使用變頻控制電源，在低壓電網(wǎng)中產(chǎn)生大量的電壓和電流諧波，造成問題如下：
■諧波導致的生產(chǎn)線加熱溫控失靈，造成產(chǎn)品品質(zhì)嚴重下降，給企業(yè)造成巨大經(jīng)濟損失；
■變壓器低壓側(cè)電容補償柜接觸器損壞嚴重，投入和不投入就地補償柜系統(tǒng)功率因數(shù)改善不明顯，配電系統(tǒng)能耗極高；
■配電室變壓器、母線等電氣元器件嚴重發(fā)熱，隱患大。
二、設備介紹
APF2000是臺達通過長期接觸工業(yè)客戶現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域大量使用了先進的電力電子設備，在給人們帶來便利生活和高效生產(chǎn)的同時，也給電網(wǎng)帶來了諧波污染和無功功率低下的問題，為適應市場需求、為客戶解決電能質(zhì)量問題而開發(fā)的一種高端電能質(zhì)量治理裝置。
APF2000是集成了即時檢測電流算法、電流各次諧波含量分解算法和生成補償電流反饋技術(shù)的大功率電力電子裝置。使用時并聯(lián)接入系統(tǒng)，通過三相電流互感器即時檢測三相電流，通過內(nèi)部分解算法分解各次諧波和無功電流值生成指令信號，控制由IGBT組成的PWM變流器輸出相應方向的諧波和無功電流注入系統(tǒng)中，實現(xiàn)消除諧波和補償無功的功能。
三、某紡紗企業(yè)的電能質(zhì)量治理方案
通過對某紡紗企業(yè)電能質(zhì)量問題最突出的1#變壓器進行電能質(zhì)量測試，數(shù)據(jù)分析如下：
1#變壓器主要負載為變頻電源和SCR加熱電源及空壓機電源，測試1#變壓器低壓交流側(cè)電流總畸變率10.5%，電壓總畸變率7%左右，諧波含量嚴重超過國標14549-1993的標準。現(xiàn)場測試補償柜投入及切除變壓器總視在電流變化不明顯，補償柜接觸器損壞嚴重，線纜發(fā)熱；測試時發(fā)現(xiàn)1#變壓器交流側(cè)諧波含量豐富，存在3、5、7、11次等諧波，諧波含量較大，存在98A左右零線電流；1#變壓器就地側(cè)補償柜投入后，諧波含量均放大，電流總畸變率12~13%，電壓總畸變率9~10%，各次諧波均有明顯放大。
通過分析確認，在1#變壓器低壓總進線并聯(lián)裝設兩臺150A有源電力濾波器（并機運行）用來濾除系統(tǒng)諧波電流，消除系統(tǒng)諧波干擾現(xiàn)象。治理前后數(shù)據(jù)對比說明如下：
采用有源濾波器治理后效果：
■溫控加熱諧波干擾問題消除，產(chǎn)品品質(zhì)得以保證，提供了企業(yè)的生產(chǎn)效益；
■采用有源濾波器替換了傳統(tǒng)無功補償柜，保證系統(tǒng)功率因數(shù)0.97以上，消除了電容器、接觸器、保險頻繁燒毀的隱患，保證了企業(yè)用電安全；
■配電系統(tǒng)變壓器、銅排、電纜等關(guān)鍵電氣設備溫度明顯下降，提高了電氣設備的使用壽命；
四、紡織行業(yè)企業(yè)電能質(zhì)量治理的意義
電能質(zhì)量問題的治理避免了由于諧波電流和諧波電壓引起的系統(tǒng)內(nèi)短期和長期電氣危害和故障，過高的諧波電流對系統(tǒng)的安全運行造成了損害，容易導致生產(chǎn)線停電，造成廢品情況，給企業(yè)造成極大經(jīng)濟損失，有效的諧波治理和無功補償可以保障配電系統(tǒng)的供電可靠性和連續(xù)性，降低停電或設備干擾停機帶來的損失和風險，有助于提高公司的生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。采用合理的、高性價比的濾波方案，消除主要諧波負載產(chǎn)生的諧波電流，并降低由諧波電流引起的諧波電壓，是紡織行業(yè)企業(yè)首要的電能質(zhì)量治理選擇。
