ANAPF有源滤波装置在0.4KV中小型企业配电系统中的应用

ANAPF不仅仅具有滤除谐波功能，还可以提供超前或滞后的无功电流，用于改善电 的功率因数和实现动态无功补偿。同时还具有补偿三相不平衡功能，减少中性线流过的电流。
ANAPF应用瞬时无功理论提取谐波分量可以在20μs内响应负荷的变化，全响应时间为20ms，可以用于负荷快速波动的场合。ANAPF可以补偿2～50次谐波。ANAPF具有自动限流功能，不会发生过载。ANAPF保护措施齐全，保障设备安全运行。ANAPF自定义功能强大，可以设置只补偿谐波，只补偿无功，或两者同时补偿。ANAPF采用大容量，高清晰的人机界面彩色触摸屏，能实时显示系统的电压、电流、谐波、功率因数等各项电气参数，菜单中文显示，图文并茂，可实时显示装置运行参数和历史事件记录，显示界面能触摸设定，操作简单快捷。ANAPF设计选型简单，不需要进行详细的电 分析，只需测量谐波电流大小。ANAPF安装简单方便，易于扩展，可以根据负载和配电系统实际情况，以及预期的补偿效果，灵活选择不同的安装方式补偿形式，使得投资少效果好。按照ANAPF安装位置的不同，分为综合补偿和就地补偿两种形式。ANAPF有三相三线和三相四线***系列，容量有50A、100A、及150A，能满足不同用户的需求。
6 APF（有源电力滤波器）的主要技术指标

7 ANAPF有源滤波器 价及主要元件清单

8 ANAPF在低压配电系统中的具体应用
上海某中小型企业，变压器容量为150kVA，到了冬季当有大量的空调同时打开时，断路器就会跳闸，严重影响了公司的日常运营。经调查该公司有大量节能灯、变频空调、计算机、打印机和电梯等非线性负载，正是这些非线性负载降低了变压器的出力。研究表明谐波电流会引起变压器外壳外层硅钢片或某些紧固件发热，可能导致局部过热的发生，使绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏，缩减变压器使用寿命。谐波的存在会使视在功率增加，不考虑谐波的情况下，视在功率S和有功功率P以及无功功率Q的关系为 ；在有谐波的情况下，必须考虑谐波功率D，其关系为；而D和Q一样，都无法转化为有用功率。由此可见，谐波对变压器的使用效率产生重大的负面影响。经实际勘测分析发现该公司变压器裕量虽不大，但如果把谐波降低到符合国家标准规定的范围内，就可以满足日常的供电需求，没有必要扩容。对公司的用电负荷进行调查分析，发现照明回路负荷较大，并且因为照明回路使用了大量的节能灯，使该回路谐波含量比较高，是降低变压器出力的主要原因。
用FLUKE 434对照明回路进行测量得到电流波形如图1所示。由图可知，电流波形与理想的正弦波相去甚远，畸变较为严重。电流波形的畸变会导致电压波形的畸变进而影响到其他设备如计算机的正常运转。同时N相电流达37A，电流不平衡问题也比较突出，存在较大的用电隐患。
分次谐波含量数据如图2所示。由图可知，A相、B相、C相的THDi分别为19.7%、27.8%、26.6%，谐波污染非常严重，存在安全隐患。

根据谐波含量，选用额定容量为50A的ANAPF对照明回路进行单独补偿，治理后得到的电流波形图、分次谐波含量数据分别如图3、图4所示。

 图3：治理后照明回路电流波形 图4：治理后照明回路分次谐波含量数据
 从图3、图4可以看出，治理后电流波形接近于***的正弦波，电流的畸变得到了有效的控制；中性线电流也从37A降低到5A，消除了因中性线电流过大而引起的火灾隐患；电流的谐波含量也从20%左右降到了3%左右，谐波含量大为降低，已符合GB T14549-1993《电能质量 公用电 谐波》规定标准。
ANAPF有效的降低了THDi，同时抑制了三相不平衡，减少了中性线流过的电流，有效的提高了各项电能指标，使各种用电设备能正常稳定运行，延长了设备的使用寿命，减少了因电路故障而产生的损失。
通过本次的数据采集与分析，积累了大量的参考数据，为以后进行谐波治理打下了坚实的基础。

[参考文献]
[1]王兆安，杨君，刘进军. 谐波抑制和无功功率补偿[M]. 北京：机械工业出版社， 1998
[2]中华人民共和国中国国家标准GB/T14549- 1993. 电能质量公用电 谐波[S]. 北京：中国标准出版社，1994.
[3] 罗安. 电 谐波治理和无功补偿技术及设备[M]. 北京：中国电力出版社，2006

《ANAPF有源电力滤波装置设计与应用图集》（图集号：ACR13C