安科瑞 王長幸
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
“供電公司在進行電能質量監測時發現某公司存在諧波超標情況，嚴重影響到電網的供電質量，并可能引起電網設備損壞。
根據《供用電營業規則》第五十五條-第五十八條及供用電雙方簽訂的《供用電合同》第九條約定事項的第12項規定、對諧波電流超過國家標準的，必須在規定期限內予以治理，如不采取措施或采取措施不力的，供電企業可中止供電。
該司需在接到通知書的三個月內完成對諧波超標情況的治理。如在三個月內未采取任何治理措施，電力行政單位講要求供電公司依法采取相關措施；如三個月內已完成治理，需提供治理完成情況說明，電力行政單位將組織開展諧波復測工作，直至諧波電流符合國家標準要求。”
基于上述政策要求，有必要給大家詳細科普下諧波的危害及安科瑞的專業解決方案。
一、諧波危害
1、對電力變壓器的危害：諧波電流使電力變壓器銅損增加，引起繞組過熱、振動、噪聲增大；諧波電壓產生附加損耗，使變壓器的磁滯及渦流損耗增加。
2、對無功補償裝置的危害：無功補償裝置里的電容器可能會引發諧振，造成諧波嚴重放大，使保險絲、接觸器、電容器等元器件因過載失效甚至燒毀。
3、對線纜的危害：線纜的阻抗隨著電流頻率的增大而增大，且由于線纜的集膚效應，諧波電流越大，線纜溫升越高，導致線纜燒毀引發火災。
4、對電路自動裝置的危害：造成斷路器電弧熄滅時間的延長，影響斷路器的開斷容量。諧波將使繼電保護和自動裝置出現誤動作，并使儀表和電能計量出現較大誤差。
5、對其他設備的危害：輸電線路上流過諧波電流時產生諧波電壓，引起電壓畸變，對數控機床、PLC、電子計算機、醫療儀器、實驗室儀器等電壓敏感的電子設備產生影響，使其測量精度降低、誤動作頻次增高、設備過熱、無法運行等，同時還會使儀表的電能計量出現較大誤差。
二、產生諧波的設備
產生諧波的設備一般是非線性設備，主要分為以下幾類：
（1） 具有鐵磁飽和特性的鐵芯設備，如變壓器、電抗器等；
（2） 以具有強烈非線性特性的電弧為工作介質的設備，如氣體放電燈、交流弧焊機、煉鋼電弧爐等；
（3） 以電力電子元件為基礎的設備，如開關電源、變流裝置、調壓裝置等。
三、電能治理相關標準和條例
1、國家標準：GB/T14549-1993《電能質量 公用電網諧波》
表1：公共電網諧波電壓（相電壓）限值
表2：注入公共聯接點的諧波電流允許值（第1部分）
表3：注入公共聯接點的諧波電流允許值（第2部分）
2、行業標準：YD/T5040-2005 《通信電源設備安裝工程設計規范》
節選9.補償設備：補償電容器柜的容量應按近期負荷配置并考慮一定發展，應配置自動補償裝置。補償柜電容器柜應配置一定比例的電抗器。
節選10.濾波設備：當交流供電系統內總諧波電流含量（THD）大于10%時應配置濾波器。
3、行業標準：JGJ312-2013《醫療建筑電氣設計規范》
節選9.6.6：UPS不間斷電源裝置的輸出功率因數應大于或等于0.8，諧波電壓畸變率及輸入諧波電流（3~39次THDi）畸變率應小于5%。
4、行業標準：JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》
節選22.3.3供配電系統的諧波治理：
省級及以上機關、銀行總行、分行及同等金融機構的辦公大樓、省級及以上醫院醫技樓、大型計算機中心建筑物，應在辦公設施、醫療設備、計算機網絡電源等電力干線上設置有源濾波裝置。
其他重要的公共建筑物，宜在其辦公設施、計算機網絡電源等電力干線上設有有源濾波裝置。
5、條例：《江蘇省電力保護條例》
第二十八條規定，對有下列情節之一，嚴重影響電力安全的用戶，供電企業可以中斷供電：“（一）用戶的非線性
阻抗特性的用電設備接入電網運行所注入電網的諧波電流或者引起公共連接點電壓畸變率超過國家規定標準時，在供電企業通知后，用戶不予改正的；”。
6、指導意見：《上海軌道交通無功補償及諧波支路指導意見》
明確指出，設計方案中“取消傳統的無功補償設計方案”，“新建線路的設計應統一采用：串聯電抗器的無功補償裝置（失諧無功補償裝置）與有源濾波器并聯使用的設計方案”。
四、安科瑞為您提供專業解決方案
1、同客戶建立溝通，明確細節，填寫售前確認單提交相關部門，表單如下：
2、約定時間，現場測量，獲取相關信息和實際數據
3、導出數據，提交工程師出方案
4、方案及報價
五、安科瑞有源電力濾波器產品介紹
1、諧波治理原理：
2、諧波治理產品
3、產品命名
4、產品設計理念及安裝說明
有源電力濾波器（ANAPF）通過CT采集系統諧波電流，經控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產生諧波電流指令，通過功率執行器件產生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統中，從而抵消非線性負載所產生的諧波電流。
4.1整柜安裝
4.2模塊式安裝
ANAPF板載式有源濾波裝置相較于公司前期的立柜式產品來說，體積更小、重量更輕、方便安裝、更美觀，這對產品的結構安排和內部集成度有了更高的要求。我司生產的ANAPF有源濾波裝置分為兩種安裝方式：抽屜式、壁掛式
4.2.1抽屜式模塊
抽屜式板載模塊外觀如圖所示：
其主要參數如下：
外形尺寸485×610×275 （寬*深*高）
額定電流：50A（可按照需求適當提高）
額定電壓:AC380V
接線方式:三相三線或三相四線
進線方式：后進后出
額定頻率：50Hz
模塊殼體顏色：RAL9004
防護等級：IP20
質量：50KG
4.2.2壁掛式模塊
壁掛式板載模塊外觀如圖所示：
其主要參數如下：
外形尺寸485×275×610 （寬*深*高）
額定電流：50A（可按照需求適當提高）
額定電壓:AC380V
接線方式:三相三線或三相四線
進線方式：上進上出
額定頻率：50Hz
模塊殼體顏色：RAL7035
防護等級：IP20
質量：50KG
接線示意圖如下：
其中壁掛式結構適用于負荷容量較小或場地緊湊的場合，一般推薦為單臺的獨立運行時使用；抽屜式結構多采用多模塊并聯安裝在抽屜柜體中的安裝方式，可根據實際補償容量需求增減柜體內模塊數量，適用于大負荷容量的場合。目前我司常規產品較大的為6個模塊組合，并且正在向更多模塊數，更大容量化方面研究與發展。其抽屜柜安裝效果圖如圖4所示。
該方式相對于傳統整柜式有以下幾項優點：
（1）每個模塊容量為50A（可在適當范圍內浮動），相同的柜體格局下有更多容量選擇，并可根據客戶實際需求增加模塊數量至6個以上（需加寬柜體尺寸，效果可參照圖5）；
（2）可根據負載使用變化隨時增、減APF設備的容量（加、減模塊數量即可，并對人機界面作相應參數設置）；
（3）每個模塊單獨安裝散熱單元，并可在柜體上加裝散熱風扇，散熱效果良好，故障率低；
（4）多個模塊之間雖有通訊連接，但各臺的故障并不會相互影響其它模塊繼續工作（補償容量會相應減小）；
（5）后期維護方便，可實現故障模塊單獨維修、更換；維護期間ANAPF有源濾波裝置可持續工作。
（6）結構精巧，設計靈活，可作為零部件（模塊）單獨購買，嵌入第三方柜體；柜型外觀、尺寸的改變基本不影響內部安裝和整體使用效果。
（7）生產周期短，即使是非常規要求產品亦能保證及時投入使用，確保客戶經濟利益。
5、有源濾波裝置的補償效果
下面是某負載的產品應用效果圖，其諧波含量在26%左右，通過電能質量分析儀PW3198的分析可以幫助我們很直觀的看到補償效果。
補償前網側諧波畸變率 補償前網側諧波畸變率
補償后諧波電流含量僅為4%，低于國標對0.38KV電網的要求5%，以C相為例，對應的各次諧波含量清單如下：
補償前C相各次諧波含量 補償后C相各次諧波含量
從波形來看效果可以更直觀的看到補償效果：補償前電流波形為M形，補償后已變為正弦波，效果良好。
補償前電壓電流波形 補償前電壓電流波形
6、產品相關證書：
型式試驗報告和CE證書
7、其他相關產品
7.1、ANHPD諧波保護器
7.1.1型號與尺寸說明
7.1.2安裝方式
7.2、ANHF諧波濾波器
利用高階濾波器的設計原理，選用高性能的濾波電容器串聯電抗器，組合成濾波補償系統，在補償無功功率的同時，把系統電流中的諧波分量補償掉，實現了將動態無功補償和諧波濾波功能合二為一，通常跟工業變頻器配套使用，用于快速跟隨負荷變化，抑制電流波動，吸收電網諧波和提高電力利用效率，也被稱之為“變頻器伴侶”。
六、結束語
ANAPF板載式有源濾波裝置在原有立柜、抽屜、壁掛式產品基礎上，進一步縮小了體積并減輕重量；由于其采用了高集成化模塊設計，后期維護變得更加輕松、便利，而且治理效果也更顯著。其不僅能治理諧波，也能補償無功：有效地治理諧波，可改善電能質量使設備誤動作率大大降低，從而提高電氣設備利用率和產品合格率，既保證了電網安全運行，又能降低用戶的電力損耗；而有效地補償無功，使功率因數高達0.98以上，則避免了用戶因功率因數不足而被罰款，也為用戶帶來了可觀的經濟收益。由此可見，選用ANAPF板載式產品，對電網設施和用戶設備都有極大的益處，可以說是實現了供用電雙方的共贏。
選用電能質量設備就是為了保證可靠的運行，延長供電系統中其他電力設備的使用壽命及提高系統的可靠性。總的來說，解決電能質量問題重要是要有正確的理念，使整個供電系統達到一個環保的、高標準的環境運行。
電能質量問題不能理解為用某一種產品（有源濾波器或者靜止無功發生器）就可以解決問題，要整體考慮，我們比較大大的優勢就是和設計師、客戶共同討論，找到解決企業電能質量的問題，然后用系列的電能質量產品實施解決，實現多贏！
作者簡介：王長幸(1985-)，女，江蘇安科瑞電器制造有限公司 ,漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監控系統
