4　ANAPF有源電力濾波裝置的應用

　　有源電力濾波器可廣泛應用于工業(yè)、商業(yè)和機關團體的配電網(wǎng)中，如：電力系統(tǒng)、電解電鍍企業(yè)、水處理設備、石化企業(yè)、大型商場及辦公大樓、精密電子企業(yè)、機場/港口的供電系統(tǒng)、醫(yī)療機構等。根據(jù)應用對象不同，ANAPF系列有源電力濾波裝置的應用將起到保障供電可靠性、降低干擾、提高產(chǎn)品質量、增長設備壽命減少設備損壞等作用。

　　4.1　主要應用范圍及場合

　　1)機場：主控室、計算機房、廣播系統(tǒng)、EIB燈光調光系統(tǒng)等。

　　2)醫(yī)院：ICU(重癥監(jiān)護室)、MRI(磁共振成像)、手術室、醫(yī)學成像室、放療科等。

　　3)劇場、體育館：解決由于諧波造成的EIB調光設備及其它控制設備的損壞。

　　4)學校：精密實驗室、機房、網(wǎng)絡中心等。

　　5)研究所：精密儀器、機房、高精密設備集中區(qū)域等。

　　6)大型商場：解決由于節(jié)能燈大量應用造成的諧波問題。

　　7)銀行：計算機中心、營業(yè)部計算機、安防系統(tǒng)等。

　　8)稅務、工商：大型計算機中心等。

　　9)電信機房：移動基站

　　10)工廠：生產(chǎn)線的PLC、計算機控制設備、高精度機床、PCS系統(tǒng)、計量/稱重系統(tǒng)等。

　　11)電視臺：圖像設備、調光設備、計算機等。

　　4.2　ANAPF有源電力濾波裝置應用實例

　　項目背景

　　某企業(yè)是一家單晶硅制造企業(yè)。單晶硅建設項目具有巨大的市場和廣闊的發(fā)展空間。近年來，各種晶體材料，特別是以單晶硅為代表的高科技附加值材料及其相關高技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，成為當代信息技術產(chǎn)業(yè)的支柱，并使信息產(chǎn)業(yè)成為全球經(jīng)濟發(fā)展中增長快的先導產(chǎn)業(yè)。其生產(chǎn)工藝多分熔融加熱或直流加熱，由于采用半導體可控整流方式，本身工作過程中會產(chǎn)生非常大量的電流諧波，對電網(wǎng)造成諧波污染，這些諧波使得精密儀器精度失準甚至誤動作，破壞了系統(tǒng)的無功補償，造成系統(tǒng)供電損耗的增加及損壞補償電容器等，對于單晶硅復雜的生長過程以及后期的精密加工流程都造成非常大的影響，因此電網(wǎng)的品質間接決定著單晶硅成品材料的品質，幾乎所有的單晶硅制造生產(chǎn)線都面臨諧波問題

　　治理方案

　　針對電能質量狀況，上海安科瑞電氣股份有限公司提出了諧波治理的解決方案，并終確定在3#變壓器下進行試點，采用ANAPF有源電力濾波裝置，自動跟蹤治理負載產(chǎn)生的諧波電流，保證整個系統(tǒng)**可靠運行。

　　以下是ANAPF有源濾波器投入前后的現(xiàn)場對比數(shù)據(jù)：

　　1)三相電壓波形前后對比，見圖2、圖3。

　　2)三相電壓諧波含量前后對比，見圖4、圖5。

　　3)三相電流波形前后對比，見圖6、圖7。

　　4)三相電流諧波含量前后對比，見圖8、圖9。

　　圖2 有源濾波器投入前相電壓波形                  圖3 有源濾波器投入后相電壓波形

　　圖4 有源濾波器投入前相電壓諧波含量                  圖5 有源濾波器投入后相電壓諧波含量

　　圖6 有源濾波器投入前相電流波形                          圖7 有源濾波器投入后相電流波形

　　圖8 有源濾波器投入前相電流諧波含量                 圖9 有源濾波器投入后相電流諧波含量

　　從現(xiàn)場測試的有源濾波器投入前后的數(shù)據(jù)可以看出，有源濾波器投入運行后，電壓和電流諧波明顯降低，電壓諧波由原來的4.7%降到2.4%，電流諧波由原來的18.4%降到5.0%，諧波電流值從273A下降到63A，三相電壓和三相電流波形均得到明顯改善，從根本上消除了諧波的影響，保障了單晶硅生產(chǎn)的質量，該企業(yè)決定在后期改建工程中全部采用ANAPF有源濾波器。

　　5 結束語

　　諧波治理是電能質量問題的核心內(nèi)容之一，也是現(xiàn)代電力生產(chǎn)發(fā)展的迫切需要。有源電力濾波器經(jīng)過二、三十年的發(fā)展已成為補償電力系統(tǒng)諧波及無功功率的重要裝置[ 4 – 5 ]。目前在實際應用中，并聯(lián)型APF是比較成熟的拓撲結構，是優(yōu)選的方案;串聯(lián)型APF電路在工作時需流過全部的正常負載電流，損耗比較大，而且投切、故障后退出及各種保護電路也比較復雜;串、并聯(lián)型APF當前的主要問題是控制復雜，造價高。

　　從近年來的研究和應用中可以看出，APF具有如下的發(fā)展趨勢：

　　(1)通過采用PWM調制和提高開關器件等效開關頻率的多重化技術，實現(xiàn)對高次諧波的補償;

　　(2)采用APF和PF組成的混合型濾波系統(tǒng)，以減少APF的容量，降低成本，提率;

　　(3)隨著半導體器件制造水平的迅速發(fā)展，混合型濾波系統(tǒng)低成本的優(yōu)勢將逐漸消失，而并聯(lián)APF由于其功能強大、性價比高，將是很有發(fā)展前途的有源濾波裝置;

　　(4)隨著電力電子器件耐壓水平的提高和對電能質量的日益重視，APF也將在工業(yè)系統(tǒng)的高壓領域得到廣泛應用。

　　隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，電能質量的要求將不斷提高，利用APF進行電能質量治理有著巨大的市場潛力。特別是在補償諧波、無功功率，以及中線電流、不平衡電流等方面，有源濾波技術必將擁有更加廣闊的應用前景。

　　參考文獻

　　[ 1 ] 　王兆安,楊軍,劉建軍. 諧波抑制和無功功率補償[M ]. 機械工業(yè)出版社, 1993.

　　[ 2 ] 　電能質量公用電網(wǎng)諧波GB /T14549 - 93 [ S]. 1993.

　　[ 3 ] 　電力工業(yè)部,供電營業(yè)規(guī)則[ S]. 1996.

　　[ 4 ] 　尹宏程,賀彪. 混合有源電力濾波器分析及應用探討[J]. 集成電路通訊, 2007, 25(1)：16-19.

　　[ 5 ] 　胡學芝,皮大能. 有源電力濾波器及其應用技術綜述[J]. 船電技術, 2005, (1)：39-42./

作者簡介：

師晴晴（1985－），女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)

QQ：2880157874  T：0510-86189390   M:18860995120  F:0510-86179930    E-MAIL:2880157874@qq.com

網(wǎng)址：http://www.jyacrel.cn    http://ecc.acrel.cn/