浅谈有源滤波在某棉纺企业低压配电室节能应用

叶根胜

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

0引言

在电力系统中，谐波的根本原因是非线性负载。由于电子设备、变频器、整流器等。在棉纺企业的大部分设备中被广泛使用，因此会产生大量的谐波电流。我公司的环锭纱线和筒车间的配电设备受到谐波的影响。造成低压总进线断路器烧损、电气设备运行温度超标、绝缘老化、用电量电损增加等问题。影响配电设备的正常运行。邀请相关技术人员进行理论论证，确定谐波治理的基本解决方案，消除用电安全隐患，节约电能，结合行业相关棉纺企业谐波治理论经验。

1车间供电现状

大量非线性负载(整流器变频器、开关电源等。)棉纺企业各车间投入运行后。电网谐波及无功含量越来越严重，大量谐波的存在会增加电气设备的附加损耗，其中5次、7次、11次、13次谐波重量严重超标。同时，有害谐波源污染外部供电电网，对工业园区110kV变电站的供电设备造成严重威胁，甚至对变电站的电压互感器造成损坏。

与目前常用的几种谐波处理方案相比，确定使用有源滤波器。(APF)APF作为谐波治理的主要手段，可以在不产生谐振和放大谐波电流的情况下，有效治理2~51次谐波。

首先，根据测得的实际数据，根据变电室是否需要安装有源滤波设备，使用专用精密仪器实际测量变电室的运行负荷和各种谐波源的实际比例。以我们环锭纺织2#配电室为例:测试时电流约2880A，电流波形畸变明显，谐波电流畸变率24.5%、10.1%的电压畸变率；谐波电流以5次和7次为主，其中谐波电流5次达664A，谐波严重，需及时处理。

二是同波装置投运

谐波处理装置投入运行后，系统功率因数增加到0.95以上；后纺供电系统的运行电流从2500A(量大运行电流)减少到2400A左右，单相*可以减少100A电流，电压、电流波形都有很好的改善；谐波含量降低，谐波电压畸变率从9.1%降至4.6%、谐波电流畸变率从18.7%降至5.0%，系统谐波含量值在容量范围内得到很好的改善:配电室内振动、噪声和无功谐波引起的温度可以得到很好的改善。

3使用有源滤波效果

有源滤波装置不仅可以净化供电质量，保证供电设备的良好运行，而且具有一定的节电效果。每一个变电室的节电流量约为100A，如果按60A的节电量计算，每年可节约1.732*380V*60A*0.95*24h*30天*12月/1000=324130kw·h。按照0.4元/(kw·h)根据计算，每个变电室每年可节约约12.97万元，6个配电室每年可节约77.82万元。总投资216.36万元的有源滤波设备(包括18个有源滤波柜、备件工具、安装调试、运输保费等)，保守估计3年内可收回成本。

安科瑞APF有源滤波器产品选型

4.1产品特点

(1)DSP+FPGA控制方法，响应时间短，全数字控制算法，运行稳定；

(2)一机多功能，既可补谐波，又可补无功，可对2。～全额补偿或特定次谐波补偿51次谐波；

具有完善的桥臂过流保护、直流过压保护、装置过温保护等功能；

模块化设计，体积小，安装方便，扩展方便；

采用7英寸大屏彩色触摸屏，实现参数设置和控制，使用方便，操作方便，维护方便；

(6)在输出端安装滤波装置，减少高频纹波对电力系统的影响；

(7)多机并联，达到较高的电流输出等级；

4.2型号说明

4.3尺寸说明

ANAPF有源滤波器

5安科瑞智能电容器产品选型

5.1产品概述

AZC/AZCL系列智能电容器是应用于0.4kV、50Hz低压配电中用于节省能源、降低线损、提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。它由智能测控单元，晶闸管复合开关电路，线路保护单元，两台共补或一台分补低压电力电容器构成。可替代常规由熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成的自动无功补偿装置。具有体积更小，功耗更低，维护方便，使用寿命长，可靠性高的特点，适应现代电网对无功补偿的更高要求。

AZC/AZCL系列智能电容器采用定式LCD液晶显示器，可显示三相母线电压、三相母线电流、三相功率因数、频率、电容器路数及投切状态、有功功率、无功功率、谐波电压总畸变率、电容器温度等。通过内部晶闸管复合开关电路，自动寻找适宜投入（切除）点，实现过零投切，具有过压保护、缺相保护、过谐保护、过温保护等保护功能。

5.2型号说明

AZC系列智能电容器选型：

AZCL系列智能电容器选型：

5.3产品实物展示

AZC系列智能电容模块AZCL系列智能电容模块

安科瑞无功补偿装置智能电容方案

6结束语

此项目在2022年6月份进行全面实施，通过3个月实际测量统计，电网谐波数据得到较大改观。公司供电质量得到很大的改善。保证了供电设备的可靠运行。经3个月的实际运行，估算年节约电费可达100余万元，节能效果较好。

参考文献

[1]成卫东,薛梅,程卫平，张洪卫.棉纺企业低压配电室增设有源滤波设备节能实践[J].棉纺织技术,2023,51(02):24.

[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.

作者简介

叶根胜，男,现任职于安科瑞电气股份有限公司。