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1、电力谐波抑制技术及解决方案山大华天（烟台）电子科技有限公司 1内 容 提 要n电能质量问题与电力谐波n华天电能质量控制产品介绍n电能质量产品的设计与选用2什么是“电能质量”Power Quality电能质量（电源质量、电力质量、电力品质）电能质量（电源质量、电力质量、电力品质）n定义1：合格电能质量的概念是指，给敏感设备提供电力和设置的接地系统均适合于该设备正常工作。nIEEE标准化协调委员会给出的 power quality（电能质量）的技术定义n定义2：电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和不干扰用户使用电力的物理特性。nIEC(1000-2-2/4)标准中给出的电能质量定义n定义3
2、：电能质量定义是指在电力系统中某一指定点上电压的特性，这些特性可根据预定的基准、技术参数来评价。n国际电工委员会（IEC）给出的电能质量定义n根据这一定义，可以认为电能质量就是电压质量，合格的电能质量应当是恒定频率和恒定幅值的正弦波形电压与连续供电。3用户负荷对电能质量的影响n电能质量并不完全由供电方决定,电能质量问题可能由电力用户的负荷引起：n三相负荷不平衡三相负荷不平衡可导致三相电压不平衡n低功率因数低功率因数可导致电压偏移n负荷冲击与波动负荷冲击与波动可导致电压波动与闪变n非线性负荷产生的谐波电流非线性负荷产生的谐波电流可导致电压波形畸变4理想的电压与负荷电流波形 5非线性负荷电流的波形
3、畸变 6冲击性负荷的电流波动 1/2 7冲击性负载的电流波动 2/2 8电能质量问题的危害 1/2n设备工作异常，产生废品；n计算机复位、数据丢失；n设备效能降低、寿命缩短、过热、烧毁；n电容器击穿、损坏；n功率因数下降、设备容量下降、电力损耗增加、付出更多电费9电能质量问题的危害 2/2n一个计算中心瞬间失电就可能破坏几十个小时数据处理结果，导致几十万美元产值损失；n12周波供电电压暂降，就可能破坏半导体生产线，导致上百万美元损失。n据统计美国因电能质量问题造成的损失每年高达260亿美元。n2005年由国际铜业协会（中国）主持的一次“中国电能质量行业现状与用户行为调研报告”中，调查了32个行
4、业共92家企业，其中有49家企业，因电能质量问题，在经济上损失达2.53.5亿元。10供电电压偏差（GB/T 123252008）电压波动和闪变（GB/T 123262008）公用电网谐波（GB/T 145491993）三相电压不平衡（GB/T 155432008）电力系统频率偏差（GB/T 159452008）暂时过电压和瞬态过电压（GB/T 184812001）公用电网间谐波（GB/T 24337-2009）电能质量国家标准11无功的定义传统定义：传统定义：相移功率因数DPF=COS 其中为正弦电压与电流波形之间的相位差畸畸变（失真）功率因数：（失真）功率因数： 总功率因数：总功率因数：1
5、2消耗无功功率的设备n旋转电机旋转电机n变压器变压器n输电线路输电线路n交直流调速系统交直流调速系统n中高频感应加热设备中高频感应加热设备n充电机充电机n焊接设备焊接设备晶闸管温控设备晶闸管温控设备晶闸管调光设备晶闸管调光设备不间断电源不间断电源计算机计算机打印机打印机节能灯节能灯日光灯日光灯. 13无功功率对公用电网的影响 n占用电力设备容量n增加设备及线路损耗n使线路及变压器的电压降增大，电压产生波动，供电质量严重降低14无功补偿的意义 n改善功率因数从而降低总电流n减少输电线路及变压器的损耗n提高变压器及输电线路的利用率及区域发电机系统的带负荷能力，从而减少设备投资费用n稳定受电端及电网
6、的电压，提高供电质量n在长距离输电线路中可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力15谐波的定义n国际电工标准国际电工标准(IEC555-2, 1982)和国际大电网会议和国际大电网会议(CIGRE)的文的文献中定义：献中定义：“谐波分量为周期量谐波分量为周期量的傅里叶级数中大于的傅里叶级数中大于1的的h次分量次分量”。IEEE标准中标准中 (参见参见IEEE标准标准5191981)定义为：定义为：“谐波为一谐波为一周期波或量的正弦波分量，其频周期波或量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍率为基波频率的整数倍”。n供电系统谐波的定义是对周期性供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分
7、解，非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波。畸变波形的谐波分量16产生电力谐波的设备n不间断电源n计算机n充电器n音像设备n变频空调n晶闸管调光设备n电子节能灯等 变频调速器 直流调速系统 整流设备 中高频感应加热设备 晶闸管温控加热设备 焊接设备 电弧炉 电力机车17电力谐波的主要危害n降低功率因数，降低电力设备容量，增加电力损耗； n导致配电系统共振，危及系统安全；n导致无功补偿设备无法正常运行甚至烧毁；n引起继电保护设施
8、的误动作，导致意外断电；n增加电机振动，影响产品质量和电机寿命；n导致变压器、线路、电机过热，加速设备绝缘老化； n延缓电弧熄灭，影响断路器的分断容量；n增加电压峰值，降低绝缘介质寿命；n导致中线过载，甚至引发事故；n导致电力计量仪表误差；n干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备和通讯设备18ABCN单相单相非线性非线性负载负载I1=200A , I3=100A , I(rms)=223AI1=200A , I3=100A , I(rms)=223AI1=200A , I3=100A , I(rms)=223AI1=0AI3=300A I(rms)=300A单相单相非线性非线性负载负载单相单相非
9、线性非线性负载负载第三次谐波电流会产生下列问题第三次谐波电流会产生下列问题: :谐波电流的危害谐波电流的危害: :1. 1. 中性线电缆因过电流烧毁中性线电缆因过电流烧毁2. 2. 产生产生150Hz150Hz的磁场的磁场3. 3. 引起电流失真引起电流失真4. 4. 造成变压器过负荷造成变压器过负荷, ,过温度过温度商业写字楼的谐波问题商业写字楼的谐波问题谐波电压的危害谐波电压的危害: :1. 1. 引起电压失真引起电压失真2. 2. 造成负载运行不正常造成负载运行不正常19GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波 20GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波表2
10、注入公共连接点的谐波电流允许值 21安装电力滤波器的意义n消除各次电压、电流谐波污染和干扰，满足国家标准要求；n改善电压质量，提高设备运行安全性和可靠性，降低设备温升和损耗； n提高系统功率因数，提高线路和电力设备利用率；n防止系统共振，提高系统运行稳定性，预防设备故障，保障系统安全； n降低电力损耗、提高设备效率，节约电能。22治理电力谐波的方法n改进用电设备，使其不产生或少产生谐波；n受设备结构、效率、成本、可靠性等因素影响，只能解决部分问题。n串联失谐电抗器抑制谐波共振放大；n主要抑制谐波共振放大，滤波作用较小。n使用 LC 无源电力滤波器进行谐波治理；n是目前治理谐波的主要方法，但治理
11、效果不理想，并可能导致系统震荡和谐波放大等新问题。n使用有源电力滤波器进行谐波治理。n治理效果好，节能、节材，是谐波治理技术的最新发展方向，有着广阔的发展前景。23内 容 提 要n电能质量问题与电力谐波n华天电能质量控制产品介绍n电能质量产品的设计与选用24华天电能质量产品分类n动态无功补偿动态无功补偿n按补偿方式：三相三线制、三相四线制按补偿方式：三相三线制、三相四线制n按照补偿速度：普通型、高速型和超高速型按照补偿速度：普通型、高速型和超高速型n无源滤波器无源滤波器n按补偿方式：三相三线制、三相四线制按补偿方式：三相三线制、三相四线制n按照补偿速度：普通型、高速型和超高速型按照补偿速度：普
12、通型、高速型和超高速型n有源滤波器有源滤波器n按补偿方式：三相三线制、三相四线制按补偿方式：三相三线制、三相四线制n按电流检测方式：源电流检测性、负载电流检测性按电流检测方式：源电流检测性、负载电流检测性25华天HTEQ高速动态消谐无功补偿器 26 无功补偿设备面临的新问题 n电力电子装置的应用日益广泛，配电系统中谐波含量增加，导致电容补偿设备发生高次谐波放大、共振、过载烧坏等问题，传统的无功补偿电容设备因无谐波抑制能力，无法正常投入运行 。n当今许多工业设备具有无功需求高速波动的特点，传统的无功补偿电容设备因投切速度低、暂态冲击大等缺陷，无法实现实时补偿，无法满足使用要求。 27华天HTEQ
13、动态补偿器工作原理 28华天HTEQ高速动态无功补偿器系统图29华天HTEQ高速动态无功补偿器主要特点n采用晶闸管无暂态过程高速投切调谐电容器组新技术，具有高速实时跟踪无功补偿和谐波抑制的双重功能。n基于DSP和CPLD等新型集成控制芯片完成实时无功检测、谐波分析和控制逻辑运算，快速准确。n可实时跟踪负荷无功的高速变化，准确进行跟踪补偿，并可有效抑制系统中的谐波电压和电流。n调谐电容器组以循环方式工作，投切过程无暂态冲击，速度快，寿命长，可靠性高。n采用优化设计的调谐电容器组，补偿参数自适应控制算法，实现了无功补偿与谐波治理一体化。 30电容器组投切方式比较 随机投入暂态涌流高达数倍正常电流华
14、天无暂态投入技术无暂态涌流零电压投入技术暂态涌流可达2倍正常电流31快速响应n图中上半部分显示的是使用快速图中上半部分显示的是使用快速HTEQ系统的补偿效果。当负载电系统的补偿效果。当负载电流突然增加时，快速流突然增加时，快速HTEQ在在520ms内投切所需要的全部电容器，内投切所需要的全部电容器，总电流明显减小；当负载切除时，总电流明显减小；当负载切除时，快速快速HTEQ又在又在520ms内切除相内切除相应全部电容器应全部电容器 n图中下半部分显示的是采用准实时图中下半部分显示的是采用准实时系统错误的补偿方式。系统中，投系统错误的补偿方式。系统中，投切一组电容器需要切一组电容器需要3个周波，
15、投切个周波，投切所有四组电容器需要所有四组电容器需要12个周波。个周波。因为投入的延时，补偿电容是逐步因为投入的延时，补偿电容是逐步加入，总无功功率逐步减小；而切加入，总无功功率逐步减小；而切除的延时，电容器是逐步断开，会除的延时，电容器是逐步断开，会产生过补无功。对于快速变化的无产生过补无功。对于快速变化的无功，这样的补偿效果是负面的，系功，这样的补偿效果是负面的，系统的总电流是增加而不是减小，会统的总电流是增加而不是减小，会因为欠补或过补而造成电压的波动因为欠补或过补而造成电压的波动和闪变。和闪变。32扫描模式nHTEQ采用独特的扫描模式来保护电容器，防止电容器过热，通过减少过采用独特的扫
16、描模式来保护电容器，防止电容器过热，通过减少过流和减少发热来延长电容器的寿命。电子开关接通一组电容器的同时关断流和减少发热来延长电容器的寿命。电子开关接通一组电容器的同时关断另一组电容器。这样的操作每几秒钟进行一次，保证能轮流投切每一组电另一组电容器。这样的操作每几秒钟进行一次，保证能轮流投切每一组电容器，同时保证对外的总的补偿容量不变。这样由于较低的任务周期而使容器，同时保证对外的总的补偿容量不变。这样由于较低的任务周期而使电容器的平均电流降低，降低了电容器的工作时间，有效的保护了电容器。电容器的平均电流降低，降低了电容器的工作时间，有效的保护了电容器。 33华天HTEQ动态无功补偿器命名方
17、法 34HTEQ典型应用典型应用轮胎制造轮胎制造主要负载主要负载密炼机（直流电机）密炼机（直流电机）轧钢轧钢主要负载主要负载轧钢机（直流电机）轧钢机（直流电机）矿山矿山主要负载主要负载提升机（直流电机、交流电机、变频器）提升机（直流电机、交流电机、变频器）汽车制造汽车制造阻焊阻焊35密炼机特性密炼机特性-拓扑结构图拓扑结构图36密炼机负载特性-快速变化37密炼机负载特性-低功率因数38密炼机负载特性密炼机负载特性-高谐波含量高谐波含量39密炼机数据分析及具体方案数据分析负载为6脉动相控整流直流电机功率因数低谐波含量高，主要为5、7、11次负载变化剧烈具体方案安装1套HTEQV33-0.6/12
18、00/9A1高速动态无功补偿装置预期功率因数达到0.9以上谐波滤除率55%40实施效果-功率因数411.负荷电流快速波动（黑）2.补偿电流实时跟踪（红）3.补偿后源电流（蓝)实时系统的优点：1.实时跟踪2.无过补、无欠补3.更节能4.减小对变压器和电网的冲击实施效果-实时跟踪42实施效果-实时跟踪（续）1.负荷电流快速波动（黑）2.补偿电流实时跟踪（红）3.补偿后源电流（蓝)1.负荷电流波形（黑）2.补偿电流波形（红）3.源电流波形（蓝）43实施效果-电流电压44实施效果-谐波滤波后相电流谐波分析 滤波前相电流谐波分析 滤波后相电压谐波分析 滤波前相电压谐波分析 45实施效果-汇总补偿前补偿前
19、(实测值实测值)补偿量补偿量(计算值计算值)补偿后补偿后(计算值计算值)谐波电流下降量谐波电流下降量5 5次谐波电流次谐波电流A78578568%68%2512515345347 7次谐波电流次谐波电流A39339348%48%204204189189高次谐波电流高次谐波电流A12012013%13%1041041616总谐波电流总谐波电流A86086060%60%340340520520平均功率因平均功率因数数电压谐波电压谐波畸变率畸变率电流谐波电流谐波畸变率畸变率每台变压每台变压器增容器增容变压器温变压器温度度视在电流视在电流补偿前补偿前0.50.59.70%9.70%48.60%48.6
20、0%约约600KVA补偿后补偿后0.950.954.80%4.80%30.80%30.80%隐形效益隐形效益大大大大降降低低无无功功功功率率对对配配电电系系统统和和发发电电厂厂的的冲冲击击，降降低低了了发发电电厂厂装装机机容容量量；每每套补偿节省变压器容量投资套补偿节省变压器容量投资600KVA，共计节省变压器容量，共计节省变压器容量6600KVA。直接经济效益直接经济效益安装消谐补偿设备后年节省电费安装消谐补偿设备后年节省电费327万万KWh。设备运行前后投资效益分析如下：谐波电流补偿量：46港口应用案例 1/3治理前治理后电流波形电流谐波47治理前治理后电压谐波功率因数趋势港口应用案例 2
21、/348n适时跟踪配电系统中的无功需求量并及时补偿，不出现过补及欠补现象适时跟踪配电系统中的无功需求量并及时补偿，不出现过补及欠补现象，并并保证功平均功率因数在保证功平均功率因数在0.95以上；以上；n视在电流大大下降，减少了无功电流对配电系统的冲击，视在电流大大下降，减少了无功电流对配电系统的冲击，减小电压波动；减小电压波动；n谐波电压畸变率由谐波电压畸变率由1.6%下降到下降到1.2%；谐波电流畸变率由谐波电流畸变率由17.1%下降到下降到3.9%；n消除了利率电费罚款消除了利率电费罚款；n为为配电系统的安全、稳定运行提供了保障。配电系统的安全、稳定运行提供了保障。港口应用案例 3/349
22、轧钢行业效果实测1.负荷电流快速波动（黑）2.补偿电流实时跟踪（红）3.补偿后源电流（蓝) 50橡胶制造行业设备照片51华天HTPF无源电力滤波器 52并联电力滤波器基本原理 并联电力滤波器工作原理示意图53华天HTPF无源电力滤波器系统图 54华天HTPF无源电力滤波器主要特点 n针对用户配电系统与负荷特征专门设计，可实现最佳配合；n计算机模拟分析技术与计算机辅助参数优化设计技术，取得最优性价比；n基于 DSP 和 CPLD 等新型高速集成控制芯片的控制器，控制快速准确；n基于无功与谐波分析的补偿参数的自适应控制技术，实现无功补偿、谐波滤除、谐波共振抑制等指标综合优化控制；n无功补偿与谐波治
23、理一体化，设备性价比高。55华天HTPF无源电力滤波器命名方法 56HTPF典型应用n铸造企业铸造企业n主要负载主要负载中频炉中频炉n船厂船厂n主要负载主要负载焊机、行车焊机、行车n锻造锻造n主要负载主要负载中频炉、锻压机械中频炉、锻压机械n水泥制造水泥制造n主要负载主要负载变频器变频器n商业写字楼及住宅商业写字楼及住宅n主要负载主要负载-计算机、打印机、节能灯、计算机、打印机、节能灯、UPS57中频炉和锻造混合负载应用案例n变压器容量及负载变压器容量及负载n变压器：变压器：1250kVA/10kv/400vn负载：中频炉，锻造设备，行车负载：中频炉，锻造设备，行车n治理方案治理方案n消谐无功
24、补偿消谐无功补偿 720kvar 58实施效果 1/4治理前治理后电压波形电压谐波59治理前治理后电流波形电流谐波实施效果 2/460治理前治理后功率和电能实施效果 3/461n效益分析效益分析n其他隐形效益：其他隐形效益：n无功补偿电容器不出现谐振、过载现象；无功补偿电容器不出现谐振、过载现象；n变压器、电动机等的机械振动、噪声和温升显著降低；变压器、电动机等的机械振动、噪声和温升显著降低；n设备和线路发热、损耗降低；设备和线路发热、损耗降低；n避免保护装置的误动或拒动；避免保护装置的误动或拒动；n减少电力系统测量仪表产生误差；减少电力系统测量仪表产生误差；实施效果 4/462汽车制造业应用
25、案例 1/3n变压器变压器n1250KVA变压器变压器，10kv/0.4kvn负载负载n总成车间总成车间-变频器变频器n存在问题存在问题n功率因数低；功率因数低；n因普通补偿装置导致谐波谐振，给配电系统及正常生产带来因普通补偿装置导致谐波谐振，给配电系统及正常生产带来一系列安全隐患一系列安全隐患。n实施效果：实施效果：n功率因数达到功率因数达到0.95以上以上；n电压谐波畸变率由电压谐波畸变率由7.0%下降为下降为0.8%，电流谐波畸变率由电流谐波畸变率由84.5%下降为下降为4.2%63治理前治理后电压波形电压谐波汽车制造业应用案例 2/364治理前治理后电流波形电流谐波汽车制造业应用案例
26、3/365华天有源电力滤波器 66HTQF图片67HTQF图片68有源电力滤波器原理工作原理：实时检测负载的谐波电流，主动跟踪产生等幅反相的谐波电流注入电网，实现谐波补偿（抵消）-主动滤波。69有源电力滤波器原理示意图工作原理：实时检测负载的谐波电流，主动跟踪产生等幅反相的谐波电流注入电网，实现谐波补偿（抵消）-主动滤波。70HTQF有源电力滤波器主要构成n指令电流运算单元n实时分离负荷电流中的有功、无功、谐波和不平衡分量；n按照工作模式要求产生指令电流n补偿电流发生器n按照指令电流产生所需补偿电流71 负荷电流 电源电压 负载电流基波分量负载电流谐波分量 基波无功分量 基波有功分量 非线性负
27、荷电流的分解72 负荷电流 电源电压 负载电流基波分量负载电流谐波分量 基波无功分量 基波有功分量 补偿电流 补偿后的源电流 单纯滤波工作模式73 负荷电流 电源电压 负载电流基波分量负载电流谐波分量 基波无功分量 基波有功分量 补偿电流 补偿后的源电流 单纯补偿无功工作模式74 负荷电流 电源电压 负载电流基波分量负载电流谐波分量 基波无功分量 基波有功分量 补偿电流 补偿后的源电流 谐波无功综合补偿工作模式75严格的热设计-主控单元76严格的热设计-电抗器77严格的热设计-逆变模块78非晶材料电抗器-低噪音79三相三线制滤波器滤波效果1/6黄色：负载电流；绿色：补偿电流；紫色：源电流80三
28、相三线制滤波器滤波效果2/6黄色：负载电流；绿色：补偿电流；紫色：源电流81三相三线制滤波器滤波效果3/6黄色：负载电流；绿色：补偿电流；紫色：源电流82三相三线制滤波器滤波效果4/6滤波前滤波后电流波形83三相三线制滤波器滤波效果5/6滤波前滤波后电流谐波频谱分析84三相三线制滤波器滤波效果6/6滤波前滤波后电流谐波表格85三相四线制滤波器滤波效果1/6黄色：负载电流；绿色：补偿电流；紫色：源电流86三相四线制滤波器滤波效果 2/6黄色：负载电流；绿色：补偿电流；紫色：源电流87三相四线制滤波器滤波效果3/6黄色：负载电流；绿色：补偿电流；紫色：源电流88三相四线制滤波器滤波效果4/6滤波前
29、滤波后电流波形89三相四线制滤波器滤波效果5/6滤波前滤波后电流谐波频谱分析90三相四线制滤波器滤波效果6/6滤波前滤波后电流谐波表格91华天HTQFHTQF有源电力滤波器命名方法92华天HTQFHTQF有源电力滤波器特点1/21/2n纹波交错对消变流器专利技术纹波交错对消变流器专利技术，电流跟踪速度高、纹波低、损耗低；，电流跟踪速度高、纹波低、损耗低；n多多DSP协同控制，控制精度高、速度快；协同控制，控制精度高、速度快；n谐波滤除率高，对目标谐波，有效滤除能力可达谐波滤除率高，对目标谐波，有效滤除能力可达97%；n同时滤除多达同时滤除多达20种谐波，最高可滤除至种谐波，最高可滤除至50次谐
30、波；次谐波；n可设定的谐波分次补偿功能；可设定的谐波分次补偿功能；n谐波无功综合补偿谐波无功综合补偿，具有，具有“滤波优先滤波优先”、“无功优先无功优先”、“只滤谐波只滤谐波”、“只只补无功补无功”四种工作模式，满足各种配电系统补偿需求；四种工作模式，满足各种配电系统补偿需求；n平衡补偿功能，可平衡各相之间的负载电流；平衡补偿功能，可平衡各相之间的负载电流；n先进控制算法，适应各种复杂现场稳定运行，可与电容补偿柜并联运先进控制算法，适应各种复杂现场稳定运行，可与电容补偿柜并联运行；行；n光纤驱动，安全、可靠、抗干扰能力强；光纤驱动，安全、可靠、抗干扰能力强；n变流器模块化设计，功率密度高、安装
31、维护方便；变流器模块化设计，功率密度高、安装维护方便；93n低损耗微晶合金磁芯电抗器，噪声低，效率高低损耗微晶合金磁芯电抗器，噪声低，效率高；n输出容量大，单机输出容量可达输出容量大，单机输出容量可达400A；n可以多机并联运行，满足各种补偿容量需求；可以多机并联运行，满足各种补偿容量需求；n输出容量满载后自动限流，无过载之忧输出容量满载后自动限流，无过载之忧；n多重保护功能，严格热设计，确保系统运行安全可靠；多重保护功能，严格热设计，确保系统运行安全可靠；n可选择的源电流或负载电流检测方式，便于现场安装；可选择的源电流或负载电流检测方式，便于现场安装；n数字化控制，中文液晶显示；数字化控制，
32、中文液晶显示；n故障自诊断功能；故障自诊断功能；n历史事件纪录功能；历史事件纪录功能；nRS485接口，标准接口，标准MODBUS RTU通讯协议，计算机远程监控功通讯协议，计算机远程监控功能。能。华天HTQFHTQF有源电力滤波器特点2/22/294应用场合n三相三线制系统三相三线制系统n适合于工业大容量负载，如整流器、变频器、大型适合于工业大容量负载，如整流器、变频器、大型UPS、电弧炉、中频炉、三相、电弧炉、中频炉、三相充电机等充电机等 三相对称的非线性负载三相对称的非线性负载n三相四线制系统三相四线制系统n适合于商业建筑，节能灯、金属灯、电脑、复印机、适合于商业建筑，节能灯、金属灯、电
33、脑、复印机、UPS、变频空调等三相、变频空调等三相不对对称的非线性负载称的非线性负载 95HTQF典型应用n电池制造n主要负载主要负载充放电机充放电机n通信n主要负载主要负载UPSn金属冶炼、化工n主要负载主要负载变频器变频器n旅游n主要负载主要负载直流电机直流电机n商业写字楼及住宅n主要负载主要负载-计算机、打印机、节能灯、计算机、打印机、节能灯、UPS96某通讯公司配电基本情况供电容量1台S9-1250变压器配备480kvar无功补偿负载情况2套（4台）200KVA UPS、开关电源、空调存在问题2005年维护中发现变压器输出端电缆发热达67度，初步判断为变压器安装时总电缆截面积不足，20
34、05年底加粗电缆后，电缆表面温度47度（高室温25度）， 仍然偏高，并且电缆震动较大 怀疑为后端负荷谐波原因所致 用户需求降低电缆温升、消除电缆震动降低谐波，减小谐波对相关设备的干扰97数据分析及具体方案数据分析数据分析产生谐波的负载主要是产生谐波的负载主要是UPS ，6脉动整流器设备：脉动整流器设备：谐波主要为谐波主要为5、7、11次次电压波形畸变率：电压波形畸变率：1、2#UPS：4.1%, 3、4#UPS：7.8% 电流波形畸变率：电流波形畸变率：1、2#UPS：69.3%，3、4#UPS： 54.6%具体方案具体方案保留原电容补偿柜保留原电容补偿柜2 2套套UPSUPS各安装各安装1
35、1套套HTAF3L-0.4/200ASHTAF3L-0.4/200AS有源电力有源滤波器有源电力有源滤波器治理后电流谐波小于治理后电流谐波小于10%10%电缆温升降低电缆温升降低810810度，消除振动度，消除振动98实施效果滤波前相电压谐波分析 滤波后相电压谐波分析 滤波前相电压有效值和波形 滤波后相电压有效值和波形 电压谐波由滤波前的电压谐波由滤波前的7.8%降为降为2.1% 99实施效果滤波后相电流谐波分析 滤波前相电流有效值和波形 滤波后相电流有效值和波形 电流谐波由滤波前的电流谐波由滤波前的68.9%降为降为8.8% 滤波前相电流谐波分析 100实施效果电压谐波含量降低到3，电流谐波
36、含量降低到9；变压器输出端电缆温度明显降低，电缆温度37度（室温25度时）；电缆震动基本消除；平均功率因数为由0.7提高到0.95以上，减少了无功功率对电力设备容量的占用；降低电能损耗，使设备运行环境更安全。101光伏行业应用案例n供电容量n2台S9-2000变压器n负载情况n变频器n存在问题n谐波严重-电压谐波：6%，电流谐波17.1%n变频器等相关设备损坏率高n用户需求n降低谐波，消除污染n降能节耗n降低设备故障率102光伏行业实施效果 1/3治理前治理后电压波形电压谐波103电压谐波由滤波前的电压谐波由滤波前的6.0%降为降为2.3%治理前治理后电流波形电流谐波光伏行业实施效果 2/31
37、04电流谐波由滤波前的电流谐波由滤波前的17.1%降为降为3.2%治理前治理后电压电流关系功率和电能光伏行业实施效果 3/3105某商业写字楼实施效果 1/3黑色L1：负载电流红色L2 ：滤波器输出电流蓝色L3 ：源电流106某商业写字楼实施效果 2/3治理前治理后107电流谐波由滤波前的电流谐波由滤波前的31.8%降为降为1.9%电流波形电流谐波某商业写字楼实施效果 3/3治理前治理后108某化工厂电源配电基本情况n供电容量n2台S9-1250变压器n每台变压器配备640kvar无功补偿n负载情况n变频器、直流电机、普通电机n存在问题n谐波严重-电压谐波：10.4%，电流谐波20.6%n变频
38、器、电容器等相关设备损坏率高n用户需求n提高功率因数n降能节耗n降低设备故障率109数据分析及具体方案数据分析数据分析负载主要以负载主要以6脉冲整流器为主脉冲整流器为主电压、电流谐波主要为电压、电流谐波主要为5、7、11次次具体方案具体方案保留原电容补偿柜保留原电容补偿柜安装安装3 3套套HTAF3L-0.4/200ASHTAF3L-0.4/200AS有源电力滤波器有源电力滤波器预期功率因数达到预期功率因数达到0.90.9降低电气设备的损坏率降低电气设备的损坏率110某化工厂实施效果 1/3治理前治理后电压波形电压谐波111治理前治理后电流波形电流谐波某化工厂实施效果 2/3112谐波电压畸变
39、率从10.4%下降到3.3% ，谐波电流畸变率从20.6%下降到4.7% ；变频器、电容器损坏率明显减低；降低电能损耗，使设备运行环境更安全。电压谐波畸变率电压谐波畸变率电流谐波畸变率电流谐波畸变率滤波前滤波前10.40%10.40%20.60%20.60%滤波后滤波后3.30%3.30%4.70%4.70%隐形效益隐形效益变频器损坏率由原来的变频器损坏率由原来的40%40%下降至现在的低下降至现在的低于于5%5%。直接经济效益直接经济效益生生产产线线年年耗耗电电量量约约10001000万万KWhKWh，设设备备运运行行后后节电率节电率6%6%。某化工厂实施效果 3/3113中海油滤波器照片1
40、14达古冰川照片115有源电力滤波器与无源滤波器的对比 116内 容 提 要n电能质量问题与电力谐波n华天电能质量控制产品介绍n电能质量产品的设计与选用117华天电能质量产品选型指南118有源电力滤波器的选用n滤波器的额定电压等级与频率要与系统一致；n系统中有无中线谐波滤波需求？n有：选用3相4线系统；n无：选用3相3线系统。n根据系统中需滤除的谐波电流最大值确定滤波器容量：n一般选取滤波器的额定补偿电流与负荷谐波电流大致相等；n滤波器的额定补偿电流大于负荷谐波电流滤波充分；n滤波器的额定补偿电流适当小于负荷谐波电流性价比高。n其他事项：n华天有源电力滤波器可以多模块并联运行；n华天有源电力滤
41、波器可以与无功补偿电容器并联运行。119无源电力滤波器的选用n滤波器的额定电压等级与频率要与系统一致；n系统中有无中线谐波滤波需求？n有：选用3相4线系统；n无：选用3相3线系统。n无源滤波器不能与常规无功补偿电容器并联运行；n无源滤波器的基波无功容量应符合系统无功补偿需求；n无源滤波器滤波支路需根据系统谐波频谱进行设计或选用，必须从系统中最低次主要谐波开始；n常用无源滤波器支路组合：n无3次谐波时：5次，5次+7次，5次+7次+11次。n有3次谐波时：3次，3次+5次，3次+5次+7次。n滤波器分流谐波电流不得超过滤波器的额定谐波补偿电流；n需要根据系统阻抗和谐波电压含量进行滤波效果校验和安
42、全校验。120已获得的专利证书121编号专利号发明/实用新型名称申请日类型1ZL 03112461.5能避免晶闸管直通的电压补偿装置发明2ZL 200610070553.X混合有源电力滤波器及控制方法发明3ZL 201020521010.7一种有源电力滤波器装置实用新型4ZL 201020227196.5无涌流高速跟踪无功功率补偿器实用新型5ZL 201020200514.9交错滞环跟踪补偿电流发生器实用新型6ZL 200920249754.5三相三线动态分相无功补偿装置实用新型7ZL 2009200196011交错驱动PWM补偿电流发生器实用新型8ZL 200820023237.1双路电源供
43、电装置实用新型9ZL 200620160981.7混合有源电力滤波器实用新型10ZL 200620011241.7智能无触点补偿式交流稳压电源实用新型11ZL 200620010388.4通用变频器用锁相电路实用新型12ZL 200620009873.X消防应急灯具自动检测系统实用新型13ZL 03268630.7能避免晶闸管直通的电压补偿装置实用新型14ZL 00312026.0电源箱外观设计15ZL 96227729.0互补相控式交流稳压电源装置实用新型16ZL 96311149.3电路板外观设计17ZL 97305730.0电路板外观设计18ZL 97305727.0稳压电源机罩外观设计
44、17ZL 97305728.9稳压电源机罩外观设计20ZL 97305729.7电路板外观设计有源滤波器检验报告和相关证书122编号名称1电能质量专利证书2有源滤波器科学成果鉴定证书3有源滤波器检验报告4有源滤波器电力工业电力设备及仪表质量检验型式试验报告5有源滤波器国家重点新产品证书6动态无功补偿装置国家重点新产品证书7动态消谐无功补偿装置国家强制性产品认证证书、安全型式实验报告8动态消谐无功补偿装置科技成果鉴定证书9动态消谐无功补偿装置检验报告10动态消谐无功补偿装置国家重点新产品证书11电能质量科技查新报告检验报告123部分专利证书124部分荣誉证书125华天电能高质量控制产品部分用户序
45、号序号用户名称用户名称数量（套）数量（套）设备名称设备名称1 1北京地铁北京地铁3030套套有源电力滤波器有源电力滤波器2 2京沪高铁京沪高铁1515套套有源电力滤波器有源电力滤波器3 3天津城际铁路天津城际铁路1010套套有源电力滤波器有源电力滤波器4 4山东黄金股份下属各矿山东黄金股份下属各矿2020套套有源电力滤波器有源电力滤波器高速消谐无功补偿高速消谐无功补偿5 5中国移动通信集团河南、中国移动通信集团河南、山东分公司山东分公司2020套套有源电力滤波器有源电力滤波器动态消谐无功补偿动态消谐无功补偿6 6中国英利集团中国英利集团2020套套有源电力滤波器有源电力滤波器7 7山东招金集团
46、下属矿山山东招金集团下属矿山5 5套套有源电力滤波器有源电力滤波器8 8山东玲珑橡胶有限公司山东玲珑橡胶有限公司1111套套有源电力滤波器有源电力滤波器高速消谐无功补偿高速消谐无功补偿9 9中国重汽集团、弹簧厂中国重汽集团、弹簧厂9 9套套无源电力滤波器无源电力滤波器有源电力滤波器有源电力滤波器华天电能高质量控制产品部分用户序号序号用户名称用户名称数量（套）数量（套）设备名称设备名称1010烟台万化集团烟台万化集团2 2套套有源电力滤波器有源电力滤波器1111吉林白城中一精工锻吉林白城中一精工锻造、二期造、二期4 4套套无源电力滤波器无源电力滤波器动态消谐无功补偿动态消谐无功补偿1212山东盛泰集团山东盛泰集团9 9套套动态消谐无功补偿动态消谐无功补偿1313烟台东岳汽车动力总烟台东岳汽车动力总成成1 1套套动态消谐无功补偿动态消谐无功补偿1414烟台三环锁厂烟台三环锁厂2 2套套动态消谐无功补偿动态消谐无功补偿1515苏源集团南京铨源电苏源集团南京铨源电力科技有限公司力科技有限公司2020套套动态消谐无功补偿动态消谐无功补偿1616蓬莱港蓬莱港3 3套套动态消谐无功补偿动态消谐无功补偿1717山西天正电力设备有山西天正电力设备有限公司限公司8 8套套动态消谐无功补偿动态消谐无功补偿1818山东圣泉实业山东圣泉实业3 3套套动态消谐无功补偿动态消谐无功补偿谢谢！128
