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關鍵詞：
有源電力濾波器
- 摘要：APF2000是集成了即時檢測電流算法、電流各次諧波含量分解算法和生成補償電流反饋技術的大功率電力電子裝置。使用時并聯(lián)接入系統(tǒng)，通過三相電流互感器即時檢測三相電流，通過內(nèi)部分解算法分解各次諧波和無功電流值生成指令信號，控制由IGBT組成的PWM變流器輸出相應方向的諧波和無功電流注入系統(tǒng)中，實現(xiàn)消除諧波和補償無功的功能。
一、項目介紹
我國是世界上最大的紡織品服裝生產(chǎn)和出口國，隨著自動化、智能化水平的不斷提升，大量自動控制設備和電力電子設備被應用于紡織生產(chǎn)線，從紡紗到織布的整個生產(chǎn)流程中用到了大量變頻調(diào)速裝置，且某些工作環(huán)節(jié)伴隨著SCR電加熱，導致用電系統(tǒng)電能質量狀況惡劣，影響到用電系統(tǒng)的安全運營。
某紡紗企業(yè)是一家采用國際最新技術，專業(yè)生產(chǎn)高科技錦綸的大型現(xiàn)代化企業(yè)，從德國魯奇公司引進最先進的錦綸切片生產(chǎn)工藝，目前有全世界最大產(chǎn)能錦綸切片生產(chǎn)線，錦綸切片年產(chǎn)能20萬噸。從德國歐瑞康-巴馬格公司（Oerlikon-Barmag）購買全套全球最先進的錦綸紡絲生產(chǎn)設備，目前穩(wěn)居“世界民用尼龍纖維領導者”的行業(yè)地位！
由于生產(chǎn)線上大量使用變頻控制電源，在低壓電網(wǎng)中產(chǎn)生大量的電壓和電流諧波，造成問題如下：
■諧波導致的生產(chǎn)線加熱溫控失靈，造成產(chǎn)品品質嚴重下降，給企業(yè)造成巨大經(jīng)濟損失；
■變壓器低壓側電容補償柜接觸器損壞嚴重，投入和不投入就地補償柜系統(tǒng)功率因數(shù)改善不明顯，配電系統(tǒng)能耗極高；
■配電室變壓器、母線等電氣元器件嚴重發(fā)熱，隱患大。
二、設備介紹
APF2000是臺達通過長期接觸工業(yè)客戶現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的各個領域大量使用了先進的電力電子設備，在給人們帶來便利生活和高效生產(chǎn)的同時，也給電網(wǎng)帶來了諧波污染和無功功率低下的問題，為適應市場需求、為客戶解決電能質量問題而開發(fā)的一種高端電能質量治理裝置。
APF2000是集成了即時檢測電流算法、電流各次諧波含量分解算法和生成補償電流反饋技術的大功率電力電子裝置。使用時并聯(lián)接入系統(tǒng)，通過三相電流互感器即時檢測三相電流，通過內(nèi)部分解算法分解各次諧波和無功電流值生成指令信號，控制由IGBT組成的PWM變流器輸出相應方向的諧波和無功電流注入系統(tǒng)中，實現(xiàn)消除諧波和補償無功的功能。
三、某紡紗企業(yè)的電能質量治理方案
通過對某紡紗企業(yè)電能質量問題最突出的1#變壓器進行電能質量測試，數(shù)據(jù)分析如下：
1#變壓器主要負載為變頻電源和SCR加熱電源及空壓機電源，測試1#變壓器低壓交流側電流總畸變率10.5%，電壓總畸變率7%左右，諧波含量嚴重超過國標14549-1993的標準。現(xiàn)場測試補償柜投入及切除變壓器總視在電流變化不明顯，補償柜接觸器損壞嚴重，線纜發(fā)熱；測試時發(fā)現(xiàn)1#變壓器交流側諧波含量豐富，存在3、5、7、11次等諧波，諧波含量較大，存在98A左右零線電流；1#變壓器就地側補償柜投入后，諧波含量均放大，電流總畸變率12~13%，電壓總畸變率9~10%，各次諧波均有明顯放大。
通過分析確認，在1#變壓器低壓總進線并聯(lián)裝設兩臺150A有源電力濾波器（并機運行）用來濾除系統(tǒng)諧波電流，消除系統(tǒng)諧波干擾現(xiàn)象。治理前后數(shù)據(jù)對比說明如下：
采用有源濾波器治理后效果：
■溫控加熱諧波干擾問題消除，產(chǎn)品品質得以保證，提供了企業(yè)的生產(chǎn)效益；
■采用有源濾波器替換了傳統(tǒng)無功補償柜，保證系統(tǒng)功率因數(shù)0.97以上，消除了電容器、接觸器、保險頻繁燒毀的隱患，保證了企業(yè)用電安全；
■配電系統(tǒng)變壓器、銅排、電纜等關鍵電氣設備溫度明顯下降，提高了電氣設備的使用壽命；
四、紡織行業(yè)企業(yè)電能質量治理的意義
電能質量問題的治理避免了由于諧波電流和諧波電壓引起的系統(tǒng)內(nèi)短期和長期電氣危害和故障，過高的諧波電流對系統(tǒng)的安全運行造成了損害，容易導致生產(chǎn)線停電，造成廢品情況，給企業(yè)造成極大經(jīng)濟損失，有效的諧波治理和無功補償可以保障配電系統(tǒng)的供電可靠性和連續(xù)性，降低停電或設備干擾停機帶來的損失和風險，有助于提高公司的生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。采用合理的、高性價比的濾波方案，消除主要諧波負載產(chǎn)生的諧波電流，并降低由諧波電流引起的諧波電壓，是紡織行業(yè)企業(yè)首要的電能質量治理選擇。
