淮亞利
安科瑞電氣股份有限公司 嘉定 201801
1、引言
目前隨著技術(shù)的發(fā)展，商務酒店自動化程度越來越高，自動控制設(shè)備越來越多，EIB智能照明系統(tǒng)已逐漸成為商務酒店的標準配置。同時為了節(jié)能，變頻器在空調(diào)系統(tǒng)和電梯中大量使用。但上述設(shè)備在工作中產(chǎn)生大量諧波，以變頻器為例，既有整流器又有高頻逆變，在高低頻段同時產(chǎn)生大量的諧波。諧波已與電磁干擾、功率因數(shù)降低并列為電力系統(tǒng)的三大公害。因此對諧波的測量和分析是電力系統(tǒng)分析和控制中的一項重要工作，是繼電保護、故障測量等工作開展的重要前提。
- 商務酒店諧波的危害
商務酒店非線性負載在客觀上產(chǎn)生高次諧波，由于諧波量太大,不僅會對供電電網(wǎng)造成污染，而且會對商務酒店的通訊及電力設(shè)備產(chǎn)生不利影響。
2.1對供電電網(wǎng)的危害
對供電電網(wǎng)造成污染引起電網(wǎng)中元件產(chǎn)生附加損耗，降低發(fā)電、配電及用電設(shè)備的使用效率，甚至使線路過熱引發(fā)火災；由于電流中諧波部分的影響，對電網(wǎng)電壓也帶來影響，使電網(wǎng)電壓的總諧波畸變率也超出國家標準。
2.2 對商務酒店運行的危害
- 對設(shè)備本身產(chǎn)生附加損耗，影響商務酒店電氣設(shè)備正常工作，產(chǎn)生機械振動、噪音、過電壓，使變壓器、電容器、電線等設(shè)備過熱，絕緣老化，壽命縮短；
（2）對鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者引起噪音，降低通信質(zhì)量，重者導致信息的丟失，使通信系統(tǒng)無法工作。
（3）由于商務酒店后勤要求，負載啟停頻繁，造成電網(wǎng)浪涌、瞬變嚴重。電壓、電流的突變會引起過電壓，大大縮短了用電設(shè)備的壽命，無形中增加設(shè)備投資成本。
（4）電流諧波指標嚴重超標，對EIB 等系統(tǒng)造成一定的沖擊，經(jīng)常引起系統(tǒng)的無故故障。
3、商務酒店諧波的解決方案
為保證商務酒店運行的高可靠性要求, 在設(shè)計和施工階段, 目前主要采取以下措施預防諧波對設(shè)備的干擾。
( 1) 為電子設(shè)備設(shè)計回路供電, 盡可能避免諧波干擾沿供電線路竄入。
( 2) 為易受干擾設(shè)備加裝線路濾波器, 消除或抑制諧波分量, 達到凈化電源的目的。
( 3) 使該類設(shè)備配線盡可能遠離諧波電流畸變嚴重的線路, 以避免空間電磁干擾。
然而，這些措施卻不是從源頭對諧波污染進行治理。
根據(jù)電網(wǎng)諧波國家標準要求，從改善系統(tǒng)電力品質(zhì)、保障設(shè)備安全和正常運行、綜合提升設(shè)備運行效率和電力能源使用效率的目的出發(fā)，可采用ANAPF低壓有源濾波器，在消除諧波的同時，可以有效、干凈地吸收線路中的諧波和浪涌。達到優(yōu)化線路電力品質(zhì)，減少諧波危害，達到保護設(shè)備運行，節(jié)約用電的效果。
3.1 ANAPF工作原理
ANAPF系列有源電力濾波裝置，以并聯(lián)方式接入電網(wǎng)，通過實時檢測負載的諧波和無功分量，采用PWM變流技術(shù)，從變流器中產(chǎn)生一個和當前諧波分量和無功分量對應的反向分量并實時注入電力系統(tǒng)，從而實現(xiàn)諧波治理和無功補償。
ANAPF原理如圖一所示：
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3.2 ANAPF技術(shù)參數(shù)
表一：ANAPF技術(shù)參數(shù)
接線方式 | 三相三線或三相四線 |
接入電壓 | 3×380V ±10% |
接入頻率 | 50Hz ±2% |
動態(tài)補償響應時間 | 動態(tài)響應＜4ms，全響應時間＜20ms； |
開關(guān)頻率 | 10kHz |
功能設(shè)置 | 只補償諧波、只補償無功、既補償諧波又補償無功；手動、自動切換。 |
諧波補償次數(shù) | 2-21次 |
保護類型 | 直流過壓 IGBT過流 裝置溫度保護 |
過載保護 | 自動限流在設(shè)定值，不發(fā)生過載 |
冷卻方式 | 智能風冷 |
噪音 | ＜ 65db(處于柜內(nèi)并運作于額定狀態(tài)) |
工作環(huán)境溫度 | -10℃～+45℃ |
工作環(huán)境濕度 | ＜85%RH 不凝結(jié) |
安裝場合 | 室內(nèi)安裝 |
海拔高度 | ≤1000m（更高海拔需降容使用） |
進出線方式 | 下進下出 |
防護等級 | IP21 |
智能通信接口 | RS485/MODBUS-RTU |
遠程監(jiān)控 | 可選 |
外形尺寸(mm) (W×D×H) | 30A | 50A | 7 | 100A |
600×500×1500 | 600×500×1500 | 600×500×1800 | 800×600×2200 |
重量(kg) | 三相四線 | 三相三線 |
30A、50A | 7、100A | 30A、50A | 7、100A |
280 | 360 | 240 | 290 |
4、ANAPF低壓有源濾波器在商務酒店中的應用案例
該商務酒店總建筑面積20萬平米，中央空調(diào)、電梯全部為變頻拖動，有數(shù)個大型數(shù)據(jù)機房全部安裝UPS，同時全樓裝有EIB智能照明系統(tǒng)。根據(jù)該商務酒店各變壓器非線性負荷設(shè)備的負載率大小和相應的諧波畸變率，在配電室變壓器母線處、中央空調(diào)制冷機變頻器旁配置ANAPF有源濾波器。其次在中控室、弱電機房、總統(tǒng)套房等重要設(shè)備旁配置ANAPF有源濾波器。
下面以配電室配電變壓器母線處ANAPF有源濾波器投入運行前、后配電系統(tǒng)電能質(zhì)量測試情況的對比分析為例來具體描述。
4.1 有源濾波器運行前后的數(shù)據(jù)
（1）有源濾波器投入前電流波形畸變比較嚴重，三相電流諧波含量分別為30.5%、35.2%、29.7%，三相電流分別為147A、168A、148A，中性線電流為1A。
（2）有源濾波器投入后電流波形畸變情況明顯改善，三相電流諧波含量明顯降低，分別為3.1%，4.1%，3.7%，三相電流分別為144A、168A、148A，中性線電流為1A。
4.2 有源濾波器投運前后測試記錄數(shù)據(jù)
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5 ANAPF低壓有源濾波器報價及主要元件清單
型號：ANAPF100-400/B |
參考價格：12萬元/臺 |
主要產(chǎn)品明細： |
序號 | 名 稱 | 型 號 | 數(shù)量 |
1 | APF電氣柜 | 800X600X2200 | 1 |
2 | 變流器 | APFCOV-CVT100 | 1 |
3 | 控制器 | APFMC-C100 | 1 |
4 | 電抗器 | APF-RE.(S)DG-100 | 1 |
5 | 有源電流互感器 | LT208-S7 | 3 |
6 | 濾波器 | DL-1TH1 | 2 |
7 | 斷路器 | CVS160FTM160D4P3D | 1 |
8 | 接觸器 | LC1D150M7C | 1 |
9 | 微型斷路器 | NDM1-63C32 | 1 |
10 | 中間繼電器 | MY4NAC | 2 |
11 | R型變壓器 | R320-0.38/0.22 | 1 |
12 | 諧波檢測儀 | ACR350EGH | 1 |
13 | 電線 | 16mm2 | 若干 |
14 | 電線 | 4mm2 | 若干 |
6 結(jié)論
本文分析了諧波對商務酒店的危害，介紹ANAPF低壓有源濾波器的原理以及功能，通過某商務酒店低壓配電系統(tǒng)中有源濾波器的應用案例，分析了有源濾波器投入運行前后諧波的治理情況。有源濾波器對商務酒店的諧波進行了治理，改善了電能質(zhì)量，總體提升了設(shè)備的運行效率和電力能源的使用效率。
【參考文獻】
1、鄭國興.浙江大學建筑設(shè)計研究院.諧波保護器及其在智能建筑中的應用.現(xiàn)代建筑，2007:55-58
2、安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01.版
作者簡介：
淮亞利，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電
《ANAPF有源電力濾波裝置設(shè)計與應用圖集》（圖集號：ACR13CDX701）由安科瑞電氣股份有限公司主編，本圖集結(jié)合ANAPF有源電力濾波裝置產(chǎn)品的特點，依據(jù)電氣設(shè)計規(guī)范，研究消除供配電系統(tǒng)中的高次諧波問題，達到改善供電質(zhì)量和確保電力系統(tǒng)安全運行的目的。圖集適用于新建、改建、擴建和技改項目中工業(yè)與民用及公共建筑內(nèi)電氣設(shè)備的諧波抑制及綜合治理的設(shè)計與改造。
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