4　ANAPF有源電力濾波裝置的應(yīng)用

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

　　4.1　主要應(yīng)用范圍及場合

　　1)機(jī)場：主控室、計(jì)算機(jī)房、廣播系統(tǒng)、EIB燈光調(diào)光系統(tǒng)等。

　　2)醫(yī)院：ICU(重癥監(jiān)護(hù)室)、MRI(磁共振成像)、手術(shù)室、醫(yī)學(xué)成像室、放療科等。

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

　　4)學(xué)校：精密實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)中心等。

　　5)研究所：精密儀器、機(jī)房、高精密設(shè)備集中區(qū)域等。

　　6)大型商場：解決由于節(jié)能燈大量應(yīng)用造成的諧波問題。

　　7)銀行：計(jì)算機(jī)中心、營業(yè)部計(jì)算機(jī)、安防系統(tǒng)等。

　　8)稅務(wù)、工商：大型計(jì)算機(jī)中心等。

　　9)電信機(jī)房：移動(dòng)基站

　　10)工廠：生產(chǎn)線的PLC、計(jì)算機(jī)控制設(shè)備、高精度機(jī)床、PCS系統(tǒng)、計(jì)量/稱重系統(tǒng)等。

　　11)電視臺：圖像設(shè)備、調(diào)光設(shè)備、計(jì)算機(jī)等。

　　4.2　ANAPF有源電力濾波裝置應(yīng)用實(shí)例

　　項(xiàng)目背景

　　某企業(yè)是一家單晶硅制造企業(yè)。單晶硅建設(shè)項(xiàng)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(guān)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，成為當(dāng)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支柱，并使信息產(chǎn)業(yè)成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展中增長快的先導(dǎo)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(dǎo)體可控整流方式，本身工作過程中會(huì)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(zhǔn)甚至誤動(dòng)作，破壞了系統(tǒng)的無功補(bǔ)償，造成系統(tǒng)供電損耗的增加及損壞補(bǔ)償電容器等，對于單晶硅復(fù)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(zhì)間接決定著單晶硅成品材料的品質(zhì)，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(zhì)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(jìn)行試點(diǎn)，采用ANAPF有源電力濾波裝置，自動(dòng)跟蹤治理負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流，保證整個(gè)系統(tǒng)**可靠運(yùn)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(yùn)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(zhì)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(jié)束語

　　諧波治理是電能質(zhì)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(bǔ)償電力系統(tǒng)諧波及無功功率的重要裝置[ 4 – 5 ]。目前在實(shí)際應(yīng)用中，并聯(lián)型APF是比較成熟的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是優(yōu)選的方案;串聯(lián)型APF電路在工作時(shí)需流過全部的正常負(fù)載電流，損耗比較大，而且投切、故障后退出及各種保護(hù)電路也比較復(fù)雜;串、并聯(lián)型APF當(dāng)前的主要問題是控制復(fù)雜，造價(jià)高。

　　從近年來的研究和應(yīng)用中可以看出，APF具有如下的發(fā)展趨勢：

　　(1)通過采用PWM調(diào)制和提高開關(guān)器件等效開關(guān)頻率的多重化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對高次諧波的補(bǔ)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(dǎo)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(qiáng)大、性價(jià)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(zhì)量的日益重視，APF也將在工業(yè)系統(tǒng)的高壓領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，電能質(zhì)量的要求將不斷提高，利用APF進(jìn)行電能質(zhì)量治理有著巨大的市場潛力。特別是在補(bǔ)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(shù)必將擁有更加廣闊的應(yīng)用前景。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[ 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(yīng)用探討[J]. 集成電路通訊, 2007, 25(1)：16-19.

　　[ 5 ] 　胡學(xué)芝,皮大能. 有源電力濾波器及其應(yīng)用技術(shù)綜述[J]. 船電技術(shù), 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?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)

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