1 引言

隨著電力電子技術的不斷成熟,，節能燈、計算機、複(fu)印(yin)機(ji)等(deng)非(fei)線(xian)性(xing)設(she)備(bei)被(bei)越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)於(yu)住(zhu)宅(zhai)和(he)辦(ban)公(gong)建(jian)築(zhu)中(zhong)，低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)中(zhong)諧(xie)波(bo)汙(wu)染(ran)日(ri)趨(qu)嚴(yan)重(zhong)，而(er)供(gong)電(dian)企(qi)業(ye)和(he)用(yong)戶(hu)對(dui)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)的(de)要(yao)求(qiu)卻(que)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)，諧(xie)波(bo)問(wen)題(ti)已(yi)經(jing)引(yin)起(qi)了(le)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)人(ren)的(de)注(zhu)意(yi)。有(you)效(xiao)的(de)治(zhi)理(li)諧(xie)波(bo)
，將(jiang)其(qi)控(kong)製(zhi)在(zai)允(yun)許(xu)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)，成(cheng)為(wei)電(dian)力(li)工(gong)作(zuo)者(zhe)必(bi)須(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)問(wen)題(ti)。

2 低壓配電係統中主要的諧波汙染源

當(dang)正(zheng)弦(xian)波(bo)電(dian)壓(ya)施(shi)加(jia)在(zai)非(fei)線(xian)性(xing)負(fu)載(zai)上(shang)
，電(dian)流(liu)就(jiu)變(bian)成(cheng)了(le)非(fei)正(zheng)弦(xian)波(bo)
，非(fei)正(zheng)弦(xian)波(bo)電(dian)流(liu)在(zai)電(dian)網(wang)阻(zu)抗(kang)上(shang)產(chan)生(sheng)壓(ya)降(jiang)，會(hui)使(shi)電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)也(ye)變(bian)為(wei)非(fei)正(zheng)弦(xian)波(bo)。對(dui)非(fei)正(zheng)弦(xian)波(bo)作(zuo)傅(fu)立(li)葉(ye)級(ji)數(shu)分(fen)解(jie)
，其(qi)中(zhong)頻(pin)率(lv)與(yu)工(gong)頻(pin)相(xiang)同(tong)的(de)分(fen)量(liang)稱(cheng)為(wei)基(ji)波(bo)
，頻(pin)率(lv)大(da)於(yu)工(gong)頻(pin)的(de)分(fen)量(liang)稱(cheng)為(wei)諧(xie)波(bo)。如(ru)今(jin)廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)的(de)負(fu)載(zai)大(da)部(bu)分(fen)是(shi)非(fei)線(xian)性(xing)的(de)，如(ru)整(zheng)流(liu)器(qi)、變頻器、電弧爐
、焊接設備

、UPS、電梯、空調、節能燈（熒光燈）
、fuyinjidengdeng，zhexiefeixianxingfuzaihuichanshengdaliangdexiebodianliubingzhurudaodianwangzhong，shidianwangdianyachanshengjibian
，zhezhongxiebowuranhuiduidianwangheyonghuchanshengyanzhongdeweihai。

3 諧波對低壓配電係統的危害

增加輸電線損耗
，縮短輸電線壽命；增加變壓器銅耗和鐵耗
，降低變壓器的出力；引起配電裝置的誤動或拒動，導致停電事故；影響電動機效率和正常運行
，產生震動和噪音
，縮短電動機壽命
；引起諧波放大或諧振問題；使電力係統各種測量儀表產生誤差；幹擾通訊係統
，損壞敏感設備
；導致中性線上出現大電流而引發係統故障。

4 低壓配電網的諧波治理措施

低壓配電網的諧波治理措施主要有兩個：一是主動措施
，即從諧波源本身出發
，使其不產生諧波或降低其輸出的諧波的含量；二er是shi被bei動dong措cuo施shi，即ji通tong過guo安an裝zhuang電dian力li濾lv波bo器qi，濾lv掉diao諧xie波bo源yuan產chan生sheng的de諧xie波bo
，或huo者zhe阻zu礙ai電dian力li係xi統tong的de諧xie波bo流liu入ru用yong戶hu電dian網wang。主zhu動dong措cuo施shi包bao括kuo多duo脈mai衝chong整zheng流liu技ji術shu、脈寬調製技術（PWM）
、矩陣變換器
、sixiangxianbianliuqideng。caiyongzhudongcuoshikeyiyouxiaoxianzhixiebodechansheng，danyouyufeixianxingfuzaideduoyangxing
，tongguozhudongcuoshiwanquanxiaochuxiebodianliushibukenengde。beidongcuoshizhuyaoyouPPF以及近幾年來興起的APF。PPF因其成本低
、結構簡單和維護方便的原因得到了廣泛應用，但其有些缺點是難以克服的，如隻能濾除特定頻率的諧波、容易和係統發生並聯諧振、對於波動性負載濾波效果不理想等。APF具有響應速度快
、濾波能力強、安裝靈活、方便擴展的特點，近幾年來得到了越來越廣泛的應用。

5 APF（有源電力濾波器）的原理介紹及特點

ANAPF係列有源電力濾波裝置，以並聯方式接入電網，通過實時檢測負載的諧波和無功分量，采用PWM變流技術，從變流器中產生一個和當前諧波分量和無功分量對應的反向分量並實時注入電力係統，從而實現諧波治理和無功補償。

原理如下圖：

ANAPFbujinjinjuyoulvchuxiebogongneng，haikeyitigongchaoqianhuozhihoudewugongdianliu
，yongyugaishandianwangdegonglvyinshuheshixiandongtaiwugongbuchang。tongshihaijuyoubuchangsanxiangbupinghenggongneng，jianshaozhongxingxianliuguodedianliu。

ANAPF應用瞬時無功理論提取諧波分量可以在20μs內響應負荷的變化

，全響應時間為20ms，可以用於負荷快速波動的場合。ANAPF可以補償2～50次諧波。ANAPF具有自動限流功能
，不會發生過載。ANAPF保護措施齊全，保障設備安全運行。ANAPF自定義功能強大，可以設置隻補償諧波，隻補償無功，或兩者同時補償。ANAPF采用大容量，高清晰的人機界麵彩色觸摸屏，能實時顯示係統的電壓

、電流、諧波
、功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)等(deng)各(ge)項(xiang)電(dian)氣(qi)參(can)數(shu)，菜(cai)單(dan)中(zhong)文(wen)顯(xian)示(shi)，圖(tu)文(wen)並(bing)茂(mao)
，可(ke)實(shi)時(shi)顯(xian)示(shi)裝(zhuang)置(zhi)運(yun)行(xing)參(can)數(shu)和(he)曆(li)史(shi)事(shi)件(jian)記(ji)錄(lu)
，顯(xian)示(shi)界(jie)麵(mian)能(neng)觸(chu)摸(mo)設(she)定(ding)，操(cao)作(zuo)簡(jian)單(dan)快(kuai)捷(jie)。ANAPF設計選型簡單
，不需要進行詳細的電網分析，隻需測量諧波電流大小。ANAPF安an裝zhuang簡jian單dan方fang便bian，易yi於yu擴kuo展zhan
，可ke以yi根gen據ju負fu載zai和he配pei電dian係xi統tong實shi際ji情qing況kuang
，以yi及ji預yu期qi的de補bu償chang效xiao果guo，靈ling活huo選xuan擇ze不bu同tong的de安an裝zhuang方fang式shi補bu償chang形xing式shi，使shi得de投tou資zi少shao效xiao果guo好hao。按an照zhaoANAPF安裝位置的不同

，分為綜合補償和就地補償兩種形式。ANAPF有三相三線和三相四線兩大係列，容量有50A、100A、及150A

，能滿足不同用戶的需求。

6 APF（有源電力濾波器）的主要技術指標

7 ANAPF有源濾波器報價及主要元件清單

8 ANAPF在低壓配電係統中的具體應用

上海某中小型企業，變壓器容量為150kVA
，到了冬季當有大量的空調同時打開時，斷路器就會跳閘，嚴重影響了公司的日常運營。經調查該公司有大量節能燈

、變頻空調
、計算機

、打(da)印(yin)機(ji)和(he)電(dian)梯(ti)等(deng)非(fei)線(xian)性(xing)負(fu)載(zai)

，正(zheng)是(shi)這(zhe)些(xie)非(fei)線(xian)性(xing)負(fu)載(zai)降(jiang)低(di)了(le)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)出(chu)力(li)。研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)諧(xie)波(bo)電(dian)流(liu)會(hui)引(yin)起(qi)變(bian)壓(ya)器(qi)外(wai)殼(ke)外(wai)層(ceng)矽(gui)鋼(gang)片(pian)或(huo)某(mou)些(xie)緊(jin)固(gu)件(jian)發(fa)熱(re)，可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)局(ju)部(bu)過(guo)熱(re)的(de)發(fa)生(sheng)，使(shi)絕(jue)緣(yuan)介(jie)質(zhi)老(lao)化(hua)加(jia)速(su)，導(dao)致(zhi)絕(jue)緣(yuan)損(sun)壞(huai)
，縮(suo)減(jian)變(bian)壓(ya)器(qi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。諧(xie)波(bo)的(de)存(cun)在(zai)會(hui)使(shi)視(shi)在(zai)功(gong)率(lv)增(zeng)加(jia)，不(bu)考(kao)慮(lv)諧(xie)波(bo)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，視(shi)在(zai)功(gong)率(lv)S和有功功率P以及無功功率Q的關係為 
；在有諧波的情況下
，必須考慮諧波功率D，其關係為；而D和Qyiyang

，douwufazhuanhuaweiyouyonggonglv。youcikejian，xieboduibianyaqideshiyongxiaolvchanshengzhongdadefumianyingxiang。jingshijikancefenxifaxiangaigongsibianyaqiyuliangsuibuda，danruguobaxiebojiangdidaofuheguojiabiaozhunguidingdefanweinei，jiukeyimanzurichangdegongdianxuqiu，meiyoubiyaokuorong。duigongsideyongdianfuhejinxingtiaozhafenxi，faxianzhaominghuilufuhejiaoda，bingqieyinweizhaominghuilushiyongledaliangdejienengdeng，shigaihuiluxiebohanliangbijiaogao
，shijiangdibianyaqichulidezhuyaoyuanyin。

用FLUKE 434對照明回路進行測量得到電流波形如圖1所(suo)示(shi)。由(you)圖(tu)可(ke)知(zhi)，電(dian)流(liu)波(bo)形(xing)與(yu)理(li)想(xiang)的(de)正(zheng)弦(xian)波(bo)相(xiang)去(qu)甚(shen)遠(yuan)，畸(ji)變(bian)較(jiao)為(wei)嚴(yan)重(zhong)。電(dian)流(liu)波(bo)形(xing)的(de)畸(ji)變(bian)會(hui)導(dao)致(zhi)電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)的(de)畸(ji)變(bian)進(jin)而(er)影(ying)響(xiang)到(dao)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)如(ru)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)轉(zhuan)。同(tong)時(shi)N相電流達37A，電流不平衡問題也比較突出，存在較大的用電隱患。

分次諧波含量數據如圖2所示。由圖可知
，A相、B相
、C相的THDi分別為19.7%
、27.8%
、26.6%，諧波汙染非常嚴重，存在安全隱患。

圖1：照明回路電流波形          圖2：照明回路分次諧波含量數據

根據諧波含量，選用額定容量為50A的ANAPF對照明回路進行單獨補償，治理後得到的電流波形圖
、分次諧波含量數據分別如圖3、圖4所示。

圖3：治理後照明回路電流波形     圖4：治理後照明回路分次諧波含量數據

從圖3、圖4可以看出，治理後電流波形接近於完美的正弦波，電流的畸變得到了有效的控製；中性線電流也從37A降低到5A，消除了因中性線電流過大而引起的火災隱患

；電流的諧波含量也從20%左右降到了3%左右
，諧波含量大為降低，已符合GB T14549-1993《電能質量 公用電網諧波》規定標準。

ANAPF有效的降低了THDi，同tong時shi抑yi製zhi了le三san相xiang不bu平ping衡heng
，減jian少shao了le中zhong性xing線xian流liu過guo的de電dian流liu
，有you效xiao的de提ti高gao了le各ge項xiang電dian能neng指zhi標biao，使shi各ge種zhong用yong電dian設she備bei能neng正zheng常chang穩wen定ding運yun行xing，延yan長chang了le設she備bei的de使shi用yong壽shou命ming，減jian少shao了le因yin電dian路lu故gu障zhang而er產chan生sheng的de損sun失shi。

通過本次的數據采集與分析，積累了大量的參考數據

，為以後進行諧波治理打下了堅實的基礎。

[參考文獻]

[1]王兆安
，楊君，劉進軍. 諧波抑製和無功功率補償[M]. 北京：機械工業出版社

， 1998

[2]中華人民共和國中國國家標準GB/T14549- 1993. 電能質量公用電網諧波[S]. 北京：中國標準出版社
，1994.

[3] 羅安. 電網諧波治理和無功補償技術及設備[M]. 北京：中國電力出版社
，2006

作者簡介：