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1、电力谐波治理技术应用与节能降耗电力谐波治理技术应用与节能降耗深圳市幻方科技发展有限公司HUANFANG TECHNOLOGIES CO., LTD 深圳市幻方科技发展有限公司幻方科技西安幻方幻方星云格旭电子通信网络技术领域电力节能及自动化技术领域深圳市幻方科技发展有限公司深圳市幻方科技发展有限公司简介深圳市幻方科技发展有限公司致力于通讯与电力自动化领域内的研究、投资、技术开发及市场服务， 公司以先进的产品、整体技术解决方案及全面综合的服务为用户提供专业、优质的支持。目前公司的 服务与产品已广泛应用于以上相关行业、领域，并得到了良好的商誉。幻方科技在移动通讯网络的话音质量改善等领域已有诸多建树，
2、对GSM网络中利用半速率技术及语音 增强技术以最低成本建设高质量、高效率的移动精品网络中有独到的研究和技术经验，在GSM 及 CDMA网络优化方面有具有丰富经验的专业的技术队伍。幻方科技在电力行业主要从事和研究电能的节约和输配电智能化，提供配电系统谐波检测、用电评估 及谐波消除，同时提供智能配电系统和变电所二次设备等。公司拥有32 名具有大学本科以上学历的高级专业人才，其中博士、硕士10 名，以上人员均长期从事于 通信、电力领域的研究、开发以及网络设计、工程实施等工作。公司总部位于深圳市泰然科技园，在北京、沈阳、西安等地设有分公司及办事处和技术支持部。公司以诚信为本、以多纳税为荣、以共同提高和
3、发展为目标。地址：深圳市福田区车公庙泰然科技园212栋412室 邮编：518040 电话：0755-82737393 传真：0755-82737365 网址：深圳市幻方科技发展有限公司目录 谐波及其影响 各行业的谐波存在情况 谐波治理 无源滤波器 有源滤波器 案例深圳市幻方科技发展有限公司谐波的定义三相整流器电流波形基波电流波形谐波电流波形深圳市幻方科技发展有限公司谐波：为一周期波或量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍（IEEE标准）或：谐波分量为周期量的傅立叶级数中大于1的n次分量（IEC标准）产生KP1次谐波谐波电流波形频谱图5次谐波电流波形7次谐波电流波形11次谐波电流波形13次谐波
4、电流波形深圳市幻方科技发展有限公司谐谐波次序123456789相序+-0+-0+-03n+33n+23n+112th谐波11th谐波10th谐波9th谐波8th谐波7th谐波6th谐波5th谐波4th 谐波基次正序3rd谐波2nd谐波零序负序可被 3整除被 3除余2被 3除余1谐波相序分类深圳市幻方科技发展有限公司谐波产生深圳市幻方科技发展有限公司整流器、充电器、开关电源、调光器、变频调速器、电子计算机、感应电炉、荧光灯、微波炉、电视机、电话、传真机等等 电力系统中要求尽可能由正弦波形的电源供电，但目前电网电压波形往往偏离正弦波而发生畸变，且波形畸变日益严重；电力系统波形畸变原因：各种非线性负
5、荷的增加及大功率换流装置和调压装置的广泛应用主导设备谐波深圳市幻方科技发展有限公司各次谐波的危害正序 (3K+1)负负序(3K-1)零序(3K)由于趋趋肤效应应引起过过 热热由于趋趋肤效应应引起过过 热热由于趋趋肤效应应引起过过 热热三相顺时针顺时针 120度三相逆时针时针 120度三相相位相等，在中性 处积处积 聚过热过热 ，附加损损耗、加速 老化。过热过热 ，附加损损耗、加速 老化产产生零线发热线发热 ，造成中 性线线接地和开路情况的 原因K=1，2，3，4深圳市幻方科技发展有限公司Standard transformer does not cancel harmonics!Neutral
6、 Current circulating in the delta winding Overheating谐波的危害三次谐波3次谐波现象 变压器过热/降容深圳市幻方科技发展有限公司三次 (3的倍数次) 谐波在中性线上叠加:- 从而中性线电流大于相电流 危害 1) 涡流使变压器过热 2) 中性线必须考虑过载来设计 3) 熔断器非正常脱扣谐波的危害对供电设备的危害：-电力变压器和发电机损耗增大，产生过热损坏；-电缆过热，绝缘老化；-电力电容器介质损耗增大，过热，甚至爆炸；-中线电流增大，过热。对用电设备的危害：-伺服电机产生脉动，交流电机产生振动，噪音增大；-敏感性负载受干扰，计算机出错，死机；-
7、保护装置异常动作，开关误跳闸 ；-产生线路传导电磁干扰，数字传输故障，通讯广播间断 ；-照明设备和显示器产生闪烁 。对电网的危害：-电网的品质变坏，波形失真增大，频率改变 ；-过度地消耗电网中的无功功率和电流有效值；-电网的负担加重，可用容量下降。深圳市幻方科技发展有限公司谐波的危害能源浪费铜损、铁损、磁通损等增大，导致电能浪费系统功率因数降低消耗无功及有效电流等 资源浪费设备过早老化，使用寿命降低损耗加剧，过度浪费增大不必要的设计容量，浪费建设资金等 安全隐患过热导致的火灾隐患干扰导致的控制系统的误动、拒动等深圳市幻方科技发展有限公司趋肤效应的原理当交变电流通过导线时， 电流密度在导线横截面
8、上的分 布将是不均匀的，并且随着电 流变化频率的升高，电流将越 来越集中于导线的表面附近， 导线内部的电流却越来越小， 这种现象称为趋肤效应。 深圳市幻方科技发展有限公司高频交流电流的趋肤效应直流电流 低频交流电流高频交流电流 n导线的可流过电流的有效区域，由于交流电流频率的增长而减小。 因 为其与它的交叉线段区域成反比,因此高频电线的电阻增加。R=P*L/A深圳市幻方科技发展有限公司各行业电力谐波情况 地铁及轨道交通地铁配电系统中大量应用非线性负荷，主要分为两类：牵引整流逆变装置产生的高次谐波（ 5次、7次、11次、13次、23次、25次等）变电站、地铁站中的大量非线性负荷（产生3次、5次、
9、7次等谐波）如开关电源、变频调速器、VVVF控制的电梯、风机、冷水机组、现代节能照明（LED等）等等。深圳市幻方科技发展有限公司各行业电力谐波情况 通信行业及大型数据中心通信机房的配电系统及负载存在诸多谐波源，除造成能源浪费外，经常发 生电容器爆炸、用电设备过热、用电设备及蓄电池等实际使用寿命降低干 扰数据、话音信号导致杂音、丢包、误动等现象发生，主要谐波源如下： UPS 高频开关整流器 变频调速器 柴油发电机 计算机、服务器 变频空调 节能灯等各行业电力谐波情况 医院随着医院系统新型设备的增多，电能质量也逐渐恶化，谐波 源及谐波量也较多存在，如： X光机 CT机 磁共振 计算机 变频器 等深
10、圳市幻方科技发展有限公司各行业电力谐波情况 汽车制造业汽车业最大的谐波源主要是焊机，焊机的工作具有随机性、 快速性、冲击性的特点，导致谐波大量产生，及无功冲击引 起闪变、电压跌落等。自动化程度较高的车间（如涂装等）谐波对于自动化生产线 也有较大影响深圳市幻方科技发展有限公司各行业电力谐波情况 剧场、体育馆举行大型活动的场馆，除了一般建筑配电系统的谐波外，还 有一些特殊的谐波源，导致灯管频闪、导致通信、有线电视 等弱电回路产生杂音，甚至发生故障 可控硅调光系统 大型LED设备等深圳市幻方科技发展有限公司各行业电力谐波情况 公共场所及各种厂矿机场 电视台 计算中心 是钢铁/中频炉 石油钻井平台、冶
11、炼厂、化纤厂 造纸厂、应用大型直流电机的场合等深圳市幻方科技发展有限公司谐波治理的意义-节能与安全整体 PF 控制电压稳定 THD (V) 控制无谐振危害安全生产节能深圳市幻方科技发展有限公司谐波污染的度量方法总谐波畸变率 (Total Harmonic Distortion; THD)其中: I1 为基波成份之有效值; Irms为总电流 之有效值（真有效值）IH 为总谐波电流之有效值深圳市幻方科技发展有限公司谐波治理方法 无源滤波器（Passive Filter） 调谐式无源滤波器 - Tuned Filter 电抗系数：根据谐波次数定制非调谐式安全补偿 - Detuned Filter 电
12、抗系数：5.5%,7%抑制5次以上谐波12.5%,14%抑制三次以上谐波 有源滤波器（Active Filter）深圳市幻方科技发展有限公司无源滤波器无源滤波器（Passive Filter）深圳市幻方科技发展有限公司无源滤波器的组成谐波滤波器由一 个串联的电感 器(L)和电容器 (C)组成。 这样的滤波器有唯一的串联谐 振频率fR，其值为使电抗器的 感抗与电容器的容抗相等的频 率.低于 fR 滤波器呈容性 高于 fR 滤波器呈感性深圳市幻方科技发展有限公司调谐式无源滤波器深圳市幻方科技发展有限公司有源滤波器有源滤波器（Active Filter）深圳市幻方科技发展有限公司有源滤波器与无源滤波
13、器比较说明无源滤波器（调谐式）有源滤波器工作原理由LC等无源元件組成，设计为 在某频率下呈极低阻抗，使谐 波电流流入。其滤波模式为谐 波电流旁路。由电力电子元件组成的设备，检 测到负载谐波并产生对应的补偿 电流，修补电源电流几乎为正弦 波。其滤波模式为谐波抵消。谐波阶次处 理能力每一特征谐波需单独设计可同时处理多次数谐波。深圳市幻方科技发展有限公司对系统阻抗 变化的影响系统阻抗变化时会产生谐波放 大谐振的危险。不受影响频率变化的 影响谐振点偏移，效果降低。不受影响。负载增加的 影响可能过载而损坏。无损坏的危险，若谐波量大于补 偿能力仅发生补偿效果不足。体积大小必须应用有源滤波器的场合功率因数高
14、，调谐式滤波器会过补偿，自动投切装置无法投入谐波电流畸变严重（30%)，只能用调谐式或有源滤波治理谐波高次谐波严重对滤波效果要求高还要安装新的谐波源，需要扩容中性线消谐深圳市幻方科技发展有限公司选用有源滤波器之六要素 全响应时间 全响应时间是代表有源滤波器反映性能好坏的主要参 数之一，对于负载更为精密、配电要求更高的场合尤 为重要；谐波的产生非常复杂，在瞬间的叠加变化非常大，只 有响应时间足够小（直接补偿完全响应时间应小于 20ms）的滤波器才能及时跟踪电网谐波，在谐波影响 产生之前，真正的有效的完成治理任务。BLUEWAVE响应时间100，000小时 通过LAN连接（以太网和TCP/IP），
15、可以远程查询和控制 使用先进的PC分析工具实现在线网络监控 高动态无功补偿的实现，可以节省30%的能量损耗BLUEWAVE有源滤波器深圳市幻方科技发展有限公司BLUEWAVE有源滤波器深圳市幻方科技发展有限公司电电流 30A 3线线50A 3线线100A 3线线*200A 3线线*250A 3线线*300A 3线线100/300A 4 线线*200/600A 4线线*250/750A 4线线 *300/900A 4线线 * 滤滤波性能可滤滤除50 次以内谐谐波（最大输输出频频率3kHz）海拔高度1000m 降容 4000m,1%/100m电压电压400 VAC10%, 480 VAC10%频频
16、率47到63Hz相连连接3相+PE响应时应时 间间在快速模式下（直接补偿补偿 ） 300微秒控制算法FFT数字分析算法电电流限值值额额定电电流电电流互器 变变比100:5, 125:5 , 150:5, 200:5 300:5, 400:5, 500:5, 600:5, 750:5, 800:5 1000:5, 1200:5 , 1250:5, 1500:5, 1600:5 2000:5, 2500:5, 3000:5, 4000:5, 5000:5尺寸360590290mm4607203 65mm8002000600mm重量47kg47kg65kg305kg325kg325kg防护护等级级标标准IP20，可选选IP54IP54标标准CE，ULMainBus-way 1UPSBus-way
