关键词 有源滤波器 谐波 对比分析
引 言
有源电力滤波器是一种新型谐波抑制和无功补偿装置，它实质上是一种大功率波形发生器，它把谐波源发出的谐波经过采样、1800移相后，再完整的复制出来，并送到谐波源的入网点，复制的谐波与谐波源产生的谐波幅值相等、方向相反，并跟随谐波的变化而变化。如此，谐波源产生的谐波就完全被抵消了。
MintPower-MPA是MINT针对电力系统谐波污染和电能浪费严重有源型电力电子设备能效控制产品。可对电网输送及各种用能设备进行电压、电流、电力品质等实时动态监控，适时改善用电环境的电力污染问题，提升企业整体电能效率，使电力设备的能源利用效率达到最佳状态。
本文着重对某厂区配电室MintPower-MPA滤波器使用前后对电能质量测试对比分析，探讨了电网谐波的产生和影响。
1 MPA滤波器基本原理
MintPower-MPA采用国际上流行的基于时域变换的电流检测算法（TTA），结构如图1所示。
2 MPA滤波器的性能特点
（2）具有无缝捕捉并实时动态消除任意次谐波功能，能有效消除电力能源的附加损耗；
（3）具备有功功率因数数值自动检测及多种补偿功能；
（4）具有就地或远程在线监测与管理功能，提高能源使用效率；
（5）具有电力品质改善功能，可对三相电流不平衡、浪涌冲击、闪变等诸多供电质量问题同时进行改善，有效提高供电质量；
（6）动态响应速度快，响应时间可达5ms；
（7）具备强大的各项参数显示功能，可实时动态显示能效管理系统运行前、后的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、各次谐波电压与电流值及其柱状图、电压与电流的谐波总畸变率、电压与电流波形等一系列数据、图表及波形。
3 滤波器使用对比
为了保证测试数据的真实有效采用美国FULKE43B电能质量分析仪，对厂区配电室用电系统进行了测试。
3.1 谐波产生原因
配电室供电系统谐波电流测试如图3所示。5次、7次、11次谐波电流畸变较为严重，谐波总畸变电流达到9.6%，大于国标GB T14549-1993《电能质量公用电网谐波》中所规定的5%的要求，严重的畸变不但会影响设备的寿命，而且可能会酿成事故。
根据现场测试的分析结果证实，电力变压器是电力系统中谐波的一个重要谐波源。电力变压器的激磁电流、铁心饱和及三相电路和磁路的不对称，致使在变压器三角绕组的线电压和线电流中也仍然存在三次谐波分量，尤其在负荷低谷时，随着电网电压的升高，变压器铁心饱和程度加剧，产生的谐波含量也随之增大。随着电网大量电容装置的投运，通过对现场谐波实测发现，谐波并不是只有零序分量可被变压器三角绕组所环路，而是波及全网，并给电容装置及电网的正常运行带来影响和威胁。
电力电子设备主要包括整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其它SCR 控制系统等。由于试验区常用到这类电力电子设备和电路，如整流和变频电路，其负载性质一般分为感性和容性两种，感性负载的单相整流电路为含奇次谐波的电流型谐波源。而容性负载的单相整流电路，由于电容电压会通过整流管向电源反馈，属于电压型谐波源，其谐波含量与电容值的大小有关，电容值越大，谐波含量越大。变频电路谐波源由于采用的是相位控制，其谐波成分不仅含有整数倍数的谐波，还含有非整数倍数间谐波。
3.2 治理后谐波电流降低分析
治理后谐波情况明显改善，见图4。治理前后谐波值对比见表1。谐波总畸变率由9.6%下降到1.9%，谐波畸变率大大降低。电压电流谐波质量均已符合GB T14549-1993《电能质量公用电网谐波》规定标准。
3.3 谐波总滤除率计算
5次谐波和11次谐波图片分别为设备运行前后的4分钟连续监测，MAX为4分钟区间最大值，MIN为4分钟区间最小值，AVG为4分钟区间的平均值，由于数据变化波动较大，所以取平均值计算。7次谐波图片分别为设备运行前后的瞬间值THD为设备运行前后的谐波电流总畸变率，4.9A和0.3A分别为设备运行前后7次谐波电流。实际测试数据主要以5、7、11次谐波为主。计算总谐波大小：
4 结论
通过对试验区配电间630KVA变压器出线端有源滤波器MPA投入前后数据进行对比测试，各项谐波指标均达到设计要求，电流波形改善明显，谐波滤除率达到86.5%，达到设计要求。在谐波含量较高的支路设计电能治理设备MintPower-MPA以吸收谐波及瞬变电流，减少变压器及线路损耗，改善电能质量，保障供电线路安全。
参 考 文 献
［1］梅英格能源科技（西安）有限公司MintPower-MPA使用说明书. 2011版
［2 查慧勤《谐波治理的必要性及案例分析》.安徽建筑.总第167期.2009年第4期.
论文作者:,王冬,吴鸿
论文发表刊物:《科技中国》2018年6期
论文发表时间:2018/8/10
标签：谐波论文; 电流论文; 滤波器论文; 畸变论文; 电压论文; 电能论文; 电网论文; 《科技中国》2018年6期论文;