有源电力滤波器与无功补偿解决方案
高压大容量有源滤波及无功补偿
高压大容量有源滤波及无功补偿一、引言随着电力电子技术的发展，电力电子装置的容量不断增大，其应用领域不断扩展，使用的数量也在迅速上升，给电网带来越来越严重的电能质量问题。
其中冲击性、波动性负荷，例如电弧炉、大型轧钢机以及电力机车等在运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且还会产生电压波动、闪变以及三相不平衡等电能质量问题。
另一方面，随着各种复杂的、精密的和对电能质量敏感的用电设备不断增多，对电能质量的要求也越来越高。
因此改善电能质量对于电网和用电设备的安全以及经济运行具有重要的意义，这也是建设我国坚强智能电网必需重点关注的问题之一。
电网中的谐波不仅危害电网本身而且危害其周边设备。
谐波一方面使电能的生产、传输和利用的效率降低;另一方面使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化、使用寿命降低，甚至发生故障或烧毁。
同时谐波还会使电力系统局部出现并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。
谐波还会引起电力保护装置和自动设备误动作、电能计量出现混乱等，对仪器仪表、通讯设备和电子设备等也会产生不同程度的影响，产生的经济损失和社会影响更是无法估量。
目前许多国家及国际组织都制定了谐波标准，1994年国内也制定了相应的标准，即GB/T14549—93 电能质量公用电网谐波))。
因此进行电网的谐波治理既是电网安全和经济运行的客观需要，也是国家标准的规范要求。
对于谐波抑制装置，无源电力滤波器(Passive Power Filter，PPF)因其结构简单和成本低，并对特定次谐波有良好的滤波效果，仍在广泛使用。
但是其滤波效果受电网阻抗和自身参数影响较大，易与电网阻抗发生串并联谐振而引起事故，如电容器烧毁、过电压、过电流以及主开关频繁跳闸，影响供电的安全。
有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)以及无源和有源结合使用的混合型有源电力滤波器(HybridActivePowerFilter，HAPF)因其补偿谐波性能优越、受电网阻抗影响小，正越来越获得重视和应用。
无功谐波混合补偿装置及有源滤波的选型与应用介绍
案例分享
现象： 无功补偿容量不够，要扩容，但配电房没有空间。
原因分析： 负载增加导致无功补偿容量不足，需要增加一台无功补偿柜，
但配电房已没有放置柜体的空间，扩大配电房不切实际，且停电 时间长会造成巨大的经济损失，只能用占地面积小、便于无功改 造的SVG无功补偿产品。 解决方案：
上图示例
SVC+APF
型号说明
ANSVG-S-A混合动态滤波补偿装置
产品展示
上图示例
SVC+SVG
型号说明
ANSVG-S-G智慧型动态无功补偿装置
产品展示
无功系列SVC、SVG-S-G、SVG对比
ANHPD谐波保护器
工作原理
ANHPD系列谐波保护器对用设备产生的随机高次谐波、 脉冲尖峰、电涌等具有抑制和吸收作用，能有效滤除电压 尖峰杂波、矫正畸变的电压波形、对噪声进行消化和吸收、 防止保护装置误跳闸、保证用电设备正常运行。
型号说明
上图示例
产品展示
SVG相对于SVC传统无功补偿的优势
SVC传统无功补偿装置 分组投切，阶梯式无功输出，易过补或欠补 极容易谐振，烧毁电容器和投切开关 电网电压、电流畸变率高时无法工作 使用寿命短，每两年需要进行一次电容更换 负载电流快速变化时无法及时响应 占地面积大，施工工作量大
SVG 无功输出连续可调，避免过补和欠补 IGBT构成的有源型补偿装置，不会谐振 补偿容量不受电网电能质量影响 正常使用下不需要维护，设计寿命十年以上 毫秒级全响应时间，适合负载快速变化场合 模块化设计和柜式安装，体积小，施工便捷
ANSVG-G-A混合动态滤波补偿装置
工作原理
混合动态滤波补偿装置在补偿无功 的同时可兼治理系统的谐波，该设备以 并联方式接入配电系统，实时监测系统 的电流分量，通过控制计算及逻辑变化， 计算出所需的无功分量及谐波分量，然 后通过三相全桥换流电路实时产生系统 所需的无功与谐波电流注入到配电系统 中，实现智能补偿，兼谐波治理。
ABB无功补偿和滤波产品介绍
ABB无功补偿和滤波产品介绍ABB是全球领先的电力和自动化技术公司，提供了多种无功补偿和滤波解决方案。
无功补偿和滤波技术的应用可以显著提高电网和电力设备的效率和可靠性。
在下面的文章中，我们将介绍ABB的无功补偿和滤波产品。
无功补偿是一种用来改善电网功率因数和稳定电网电压的技术。
在电力系统中，由于电动机、变压器和其他高功率设备的存在，会产生大量的无功功率。
这些无功功率会降低电网的功率因数，导致能源浪费和设备性能下降。
ABB的无功补偿产品可根据电网需求提供静态无功补偿和动态无功补偿。
静态无功补偿产品包括STATCON（静态同步补偿器）和STATCOM（静态同步补偿器与电流注入）系统。
STATCON系统是一种全能型无功补偿器，可以动态补偿电网无功功率，并有效控制电压和频率。
STATCOM系统则是一种高效的无功补偿技术，它能够快速地响应电网变化，并提供可靠的电压稳定和无功功率调节。
动态无功补偿产品包括电容无功补偿器和电抗无功补偿器。
电容无功补偿器主要用于改善低功率因数情况下的电压稳定性。
它们能够通过自动调节电容器的容量来提供所需的无功功率。
电抗无功补偿器则主要用于改善高功率因数情况下的电网稳定性。
它们通过自动调节电抗器的容量来提供无功功率。
滤波技术是另一种用来解决电力质量问题的重要技术。
在电力系统中，存在各种各样的谐波和电网干扰，会影响电力设备的性能和寿命。
ABB的滤波产品可有效地过滤掉这些谐波和干扰，确保电力系统的正常运行。
ABB的滤波产品主要包括袖珍型谐波滤波器、有源滤波器和无电源滤波器。
袖珍型谐波滤波器可以方便地安装在电力设备中，用于减少谐波的影响。
有源滤波器则采用主动控制技术，能够实时监测并响应电网中的谐波和干扰，从而减少其对设备的影响。
无电源滤波器则是一种节能型的滤波器，它不需要外部电源，可独立工作。
除了无功补偿和滤波产品，ABB还提供相关的监测和控制系统，以实现对电力设备的全面监控和管理。
这些系统可以帮助用户实时监测电力系统的状态，并进行精确的电力质量管控。
有源滤波器与无功补偿组合式滤波补偿的应用分析
ｆｕ ．Ｂ ｓｄｏ ｅａ ａ ｓ ｆ ｅｕ ｅ ｏ ｐ ｎ ａ ｏ ａａ ｅ ｒ ， ｈ ｏ ｂｎ ｔ ｎ ｓｌｔ ｎ ｏ Ｐ Ｆ ａｔ ｅｆｔ ｎ ａ ｌ ａｅ ｎ ｔ ｎ ｌ ｉ ｏ ｄ ｔｎ ｄ ｃ ｍ ｅ ｓ ｔ ｎ ｐ ｒｍ ｔ ｓ ｔｅｃｍ ｉａ ｏ ｏ ｉ ｆ Ｑ ｃ ｖ ｌ ｒ ｄ ｔ ｈ ｙｓ ｉ ｅ ｉ ｕｏ ｉ ｉ ｅａ
节能技术 。
同时也带来了谐波污染问题。谐 波污染不 仅对其他设备 的稳定运行 和电网的安全性造 成 了威胁 ， 而且干扰 了用于无功补偿的并联 电力 电容 ， 使其寿命 降低 、 投切失灵 。在分
析去谐补偿参数 的基础上 ， 提出 了采用有 源滤波器和无 功补偿单元 作为解决 该类 电能
质量 问题 的整体技术方案 。 关键词 ：谐波 ；无功补偿 ；电抗器 ； 有源滤波器 ； 应用分析
低压 电器 （０ １ ｏ ５ ２１Ｎ ． ）
・ 电能质量 ・
有 源 滤 波 器 与 无功 补 偿 组 合 式滤 波 补 偿 的 应 用 分 析
张 琼 芳
（ 海现 代建 筑设 计集 团都 市建筑设 计 院 ， 海 上 上
摘
２００ ） ０ ０ ３
要： 大量 的电力 电子设备应用 于各个领 域 ， 带来 了节 能 、 于控制 等好处 ， 便 但 张 琼 芳 （ ９ １ ） １７ 一 ， 女， 高级 工程师 ， 研 究方 向为建筑 电气
电力系统的无功补偿与谐波治理
1．概述在供电系统中，为了节能降损、提高电压质量和电网经济运行水平，经常采用各种无功补偿装置。
近年来，配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉、各种电力电子设备以及电气化铁路大量应用。
这些负荷大都具有非线性、冲击性和不平衡性的特点在运行中会产生大量谐波。
这些谐波对无功补偿装置造成了严重影响。
在供电系统中，对于某次谐波，作为无功补偿用的并联电容器若与呈感性的系统电抗发生谐振则会出现过电压而造成危害。
当无功补偿装置运行地点的谐波比较严重时，电压、电流波形会有很大畸变，电容器投切控制信号的传输就会受到影响，从而有可能引起装置的误动或拒动。
另一方面并联电容器对电网谐波的影响也很大。
若电容器容抗和系统感抗配合不当将会造成电网谐波电压和电流的严重放大，给电容器本身带来极大损伤。
可见，无功补偿与谐波治理两者关系密切。
产生谐波的装置大都是消耗基波无功功率的装置；谐波治理的装置通常也是无功补偿装置。
因此，为了寻求能同时实现无功补偿和谐波治理的装置，就必须将二者结合起来进行研究。
2．电容器无功补偿装置中的谐波问题谐波源有两种一种是谐波电流源，这些用电设备中的谐波含量取决于它自身的特性和工作状况基本上与供电系统参数无关。
另外一种是谐波电压源。
发电机在发出基波电势的同时也会有谐波电势产生，其谐波电势大小主要取决于发电机本身的结构和工作状况。
实际上，在电网中运行的发电机和变压器等电力设备，输出的谐波电势分量很小几乎可以忽略。
因此，在供电系统中存在并实际发生作用的谐波源，主要是谐波电流源。
在用并联电容器进行无功补偿的供电系统中电网以感抗为主电容器支路以容抗为主。
在工频条件下并联电容器的容抗比系统的感抗大得多，可发出无功功率对电网进行无功补偿。
但在有谐波背景的系统中大量的非线性负荷会产生大量的谐波电流注入电网，对这些谐波频率而言，电网感抗显著增加而补偿系统容抗显著减小导致谐波电流大部分流入电容器支路，若此时电容器的运行电流超过其额定电流的1.3倍，电容器将会因过流而产生故障。
电能计量系统中的无功功率补偿方法
电能计量系统中的无功功率补偿方法引言随着电力系统的不断发展和电能消费需求的增长，对电能计量的准确性提出了更高的要求。
而无功功率补偿作为电能计量系统中的关键环节，对于确保计量精度和提高电能质量具有重要作用。
本文将探讨电能计量系统中的无功功率补偿方法，从传统的无功功率补偿装置到现代的电力电子无功补偿技术。
传统无功功率补偿装置传统的无功功率补偿装置主要包括电容器补偿装置和静反补偿装置。
电容器补偿装置通过给电力系统并联加入电容器，改善系统功率因数，实现无功功率的补偿。
静反补偿装置则是通过静止无功发生器来达到无功功率补偿的目的。
这些传统的无功功率补偿装置在一定程度上可以提高系统功率因数，但存在着一些问题，如需要人工调节补偿器容量、不适用于动态负载变化等。
现代电力电子无功补偿技术随着电子元器件技术和控制算法的发展，现代电力电子无功补偿技术逐渐应用于电能计量系统中。
这些技术主要包括有源电力滤波器和无功电力交换装置。
有源电力滤波器是利用逆变器的控制方式，根据负载电流波形进行动态调整来实现无功功率补偿。
该技术具有响应速度快、补偿效果好的特点，能够有效地滤除电力系统中的谐波和噪声。
此外，有源电力滤波器还具备无功功率可调控的特性，能够实现对功率因数的精确调节。
无功电力交换装置则是通过将电能系统中的无功功率转换成有用的有功功率来实现补偿。
该装置采用了电力电子器件的调制技术，能够将负载无功功率和电力电子器件的无功功率进行互相转换，从而达到无功功率补偿的目的。
这种补偿方式适用于系统中存在大量非线性负载的情况，能够有效地提高系统的功率因数。
无功功率补偿管理系统为了提高无功功率补偿的效果和自动化程度，无功功率补偿管理系统成为了电能计量系统中的重要组成部分。
该管理系统主要包括监测、控制和调度三个功能模块。
监测模块通过传感器等设备实时监测电能系统中的功率因数和负载情况，实现对功率因数的实时评估。
控制模块则根据监测模块的数据，对无功功率补偿装置进行控制和调节，使之保持良好的补偿效果。
谐波治理和有源滤波无功补偿装置及应用
19河南科技2010.8下一、引言随着电力半导体器件的不断更新和发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，大功率的整流器、变频器、UPS、计算机、复印机、节能灯等设备会产生大量谐波电流注入电网，使电压波形产生畸变，从而对电网和所有后端用户造成严重危害，因此谐波问题及谐波治理问题随着电力系统的发展愈来愈引起人们的重视。
本文以项目实例介绍一种新型无功补偿装置——有源滤波器，该装置可有效抑制电网谐波，使电网电压保持稳定，避免了电容器与系统发生谐振的现象。
二、项目应用实例1. 项目概况。
某项目为年产10万吨过氧化氢项目，项目拟建一10/0.4KV变电站，电源进线引自原110/10KV变电站，采用专线架空敷设，该10/0.4KV变电站设变压器2台，装置内用电负荷均由该变电站供电。
2. 电网现况。
过氧化氢项目与原离子膜项目紧邻，共用同一电网。
现有装置电容器使用过程中，发生数次电容击穿、烧毁等事故，经初步分析事故原因为：由于离子膜整流装置产生高次谐波注入电网，该谐波电流流入电容器，使之过流发热，同时电容器与电网电感发生并联谐振，导致谐波的放大， 造成电容器烧毁事故。
在现场采用谐波检测器对电网中一个支路进行检测。
该支路变压器容量为1600kVA，电压等级为10kV/0.4kV，采用D,Yn11联结方式，阻抗电压百分比为4.5%，短路容量为35 MVA。
图1为现场测试时所抓拍的电压畸变图和电流频谱图。
从图中可以看出，谐波成分以5次和7次为主，根据测试数据分析出5次谐波电流大小为238.6A，7次谐波电流大小为162.2A，5次、7次谐波电流均已超出国标值所规定217A和154A范围，电压畸变率为5.2%，超出国标规定值5.0%。
图 1 滤波装置使用前电网侧电压畸变图和电流频谱图由此可见，现场电网中存在多次谐波，并且谐波污染十分严重。
通过对现场调研，离子膜项目中使用的多台整流器，产生大量谐波电流，进而影响电网质量。
该项目中无谐波治理装置，仅在离子膜项目的变配电站内设有无功补偿电容器，虽补偿后全厂功率因数已达0.9以上，满足国标要求，但这种传统无功补偿方式通过配置固定电抗率的电抗器，仅能抑制相应次数的谐波电流，对治理电力系统中存在的多次谐波效果不佳。
关于有源电力滤波器的综述分析
( Ｆｕｊｉａｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎꎬＦｕｚｈｏｕ ３５０１１６ꎬＣｈｉｎａ)
与电力系统之间引起并联或串联谐振ꎬ引起谐波放
成污染和公害ꎮ 它不仅会威胁电力系统自身和经济
(２) 谐波使旋转电机、变压器等设备产生额外
设备是非线性的ꎬ谐波污染不可避免ꎬ对电力系统造
大ꎬ严重时可能烧毁电容器以及电抗器ꎮ
的安全稳定运行ꎬ而且会给周围的电力环境带来很
的谐波损耗和压降ꎬ造成电能质量下降ꎬ降低发电和
滤波器( Ａｃｔｉｖｅ Ｐｏｗｅｒ ＦｉｌｔｅｒꎬＡＰＦ) 的发展ꎮ ＡＰＦ 作为综合性电能质量调节器ꎬ是一种具备动态谐波抑制和无
功补偿功能的新型电力电子装置ꎬ其性能优劣与所采用的拓扑结构、电流追踪控制方法等密切相关ꎮ 为了推
广在高压大容量下 ＡＰＦ 的控制技术ꎬ拓宽其应用范围ꎬ分类整理了 ＡＰＦ 拓扑结构ꎬ归纳总结了 ＡＰＦ 的电流
类型ꎮ 图 １ 为从储能元件、ＰＷＭ 个数、应用场合电
源相数、接入方式、电压等级五个角度对 ＡＰＦ 拓扑
进行了分类ꎮ
图 ２ 双重化 ＡＰＦ 拓扑结构
２. ３ 根据应用场合电源相数分类
在实际应用 ＡＰＦ 场合中ꎬ根据电源相数的不同
可将拓扑分为单相 ＡＰＦ 和三相 ＡＰＦꎬ其中分为三相
三线制和三相四线制属于三相 ＡＰＦꎮ
２. ５ 根据电压等级分类
２. ５. １ 低压场合
传统 ＡＰＦ 开关器件少、控制方法简单且易于实
现ꎬ但是受功率器件限制ꎬ输出电流纹波较大ꎬ在中
有源精确滤波技术与无功补偿改造方案
有源精确滤波和无功补偿改造技术方案领步（北京）电能质量设备有限公司项目主管：陈兴龙审核：马建立编写：张朝元王文林1系统概述某汽车工业（苏州）有限公司成立于1998年底， 15年来，艰辛探索，拼搏成长，建成80万平方米的现代化客车制造基地，海格客车驰骋全球85个国家和地区，开辟了一条可持续的快速发展之路。
2013年海格客车销量25810台，销售额91.53亿元。
海格客车荣获“中国名牌”，“国家出口免验产品”等称号，以144.92亿元的品牌价值跻身“中国500最具价值品牌”榜，成为中国客车行业发展最快的企业、国家汽车整车出口基地企业、中国企业信息化100强。
公司现拥有总资产51亿元，员工6000余人，其中各类专业技术人员1100多人，具有年产35000台大中型客车等整车及底盘的能力，下辖国家级苏州市工业园区博士后科研工作站某汽车工业（苏州）有限公司站、江苏省级企业技术中心、江苏省新型客车工程技术研究中心、新型高速客车研发中心、苏州市海格新能源客车研究院、园区现代化客车生产基地。
获得TS16949、3C认证，拥有50多类300多个品种，海格H系、A系、V系、W系、B系、星系客车及轻型车等产品，覆盖高端商务、客运、旅游、公交、校车和团体用车领域。
海格客车不仅畅销国内，还驰行东南亚、中东、非洲、俄罗斯、东欧、美洲等地。
其电泳涂装车间一条20KV高压进线负载三台容量2000KV A变比10/0.4KV的变压器，其中10#和13#主变主要负载为电泳整流装置及配套负载，11#主变主要负载为电机、动力、照明等常规动力设备，因为电泳整流装置运行时产生谐波干扰，不仅直接导致所在配电系统电容补偿柜投切接触器烧毁、电容器击穿、母排过热振动、变压器温度升高等故障危害，还影响车间内PLC控制柜等电子设备的正常使用，需要进行谐波治理消除谐波引发的故障危害，保障无功补偿和负载设备的正常安全运行。
受某汽车工业（苏州）有限公司的邀约，领步（北京）电能质量设备有限公司派技术工程师前去进行电能质量测试并受委托依据测试概括设计谐波治理方案，方案中所规定的电源规格及配置构成、技术参数、接口等指标，可作为设备设计、制造、验收、交货和质量保证的依据。
无功补偿和有源滤波选型计算方法
APF有源电力滤波器的滤波容量怎么计算？
1. 技改项目：
1.1 通过对电网供电的实测，计算总的谐波电流（负载电流*电流畸变率）
1.2 根据测试的负载估算满载时的总谐波电流值
1.3 考虑部分裕量来选配滤波容量
2、新建项目：
2.1不控整流（无控制功能，如二极管整流）负载按照负载总容量的30%～50%选择滤波容量；
2.2 可控整流（如晶闸管）负载按照负载总容量的40%选择滤波容量。
3.已知变压器的容量或负载总功率计算滤波容量的方法：
3.1 如果变压器的容量是630KVA，则630*80%=504，504/1.732=290.99，再乘以电流畸变
率25%=72.7A，选择75A。
3.2 如果知道负载总功率S，则I=S/U，再除以1.732，再乘以电流畸变率。
当然也可以通过选型计算器计算。
STATCOM（SVG）静止同步无功补偿器的无功补偿
容量怎么计算？
1. 算法1：
系统无功补偿容量由下式决定：
式中P C——由变配电所供电的月最大有功计算负载（kW）；
βav——月平均负载率，一般可取0.7～0.8；
——补偿前的功率因数角， cos可取最大负载时的值；
——补偿后的功率因数角，参照电力部门的要求确定，一般可取0.9～0.95。
例如：
某变电所月最大有功负载为2000kW，平均负载率为0.75，补偿前功率因数为0.6，目标功率因数为0.92，该变电所需要补偿的无功功率为：
考虑一定裕量，可选择补偿容量为1500kvar的补偿装置。
2. 算法2（查表法）：
当然也可以通过选型计算器来计算。
谐波治理首选：有源电力滤波器
谐波治理首选：有源电力滤波器安科瑞王志彬2019.03有源电力滤波器是在无源滤波器的基础上发展来的治理谐波的设备。
其工作原理是实时检测电网中负载电流，以特别快的速度分离出谐波电流分量，并依据谐波电流的大小发出控制指令，实时产生大小相等与方向相反的补偿电流注入到电网中，实时瞬时抵消滤除谐波电流与无功补偿。
因其设备电力电子组成是比较复杂的，耐压和使用寿命也较长，所以其格也较昂贵。
有源电力滤波器是面向二十一世纪，是破传统的电容、电抗无功补偿理论的一种高新的技术产品。
她集电力电子技术、计算机技术与现代控制技术于一体，采用当前最先进的控制算法消除电网谐波，实时检测电网中由非线性负载产生的电流波形，动态生成反向谐波电流，用以补偿负载谐波电流。
具有响应速度快、滤波范围广、滤波效率高、不受传统参数影响以及体积小等优点。
并完全遵循国家对于治理谐波的标准。
有源电力滤波器其治理谐波的精确度是特别高的，几乎可以达到95%以上，而且谐波治理的范围比较广阔，能够有效治理2-60次谐波。
有源谐波能改善用电系统中的用电不平衡状况，自动消除谐振，保障设备及系统安全运行。
她具有完善的智能操作系统，采用最新型7寸全彩触摸屏的智能操作单元，界面友好，操作简单方便;显示界面可实时显示电压、电流、负载谐波和设备输出谐波等波形、幅值及频谱等各类参数;实时故障记录和事件记录。
此外，有源电力滤波器具有很好地可扩充性，在现有的基础上可以根据市场的需求进行一定的扩展，比如说增加一些监控保证工作人员及时监控其工作。
还能够过远程控制来进行远距离操作，大大提高了谐波治理的工作效率。
安科瑞ANAPF有源电力滤波器1、概述1.1谐波的产生电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波，但是非线性电力设备（大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等）的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流，谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。
对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量为基波，频率是基波频率整数倍的分量为谐波。
电力有源滤波及无功补偿装置的研究
电力有源滤波及无功补偿装置的研究摘要：近些年来，伴随着我国科学技术水平的高速提升，各类的电力装置在人们的生活中得到了十分广泛的应用，这也在一定程度上加剧了环境的谐波污染程度。
同时，因为大部分电子装置的功率因素都相对较小，这使得电网的供电效率大幅度降低。
因此，这要求相关的政府部门应该加强对谐波污染的智力，最大程度提升电力工程的运行效率，为社会的稳定发展提供可靠的动力。
目前，该方面的内容已经引起了社会各界的高度重视，大量的技术人员开始投身到相关课题项目的研究工作中，因此，本文也主要针对谐波与无功的危害以及有源滤波与无功补偿装置的改进策略两大方面的内容进行简单分析，希望能为我国电网的发展提供一定的帮助。
关键词：电力；有源滤波；无功补偿装置由于电力的高压传输能够在很大程度上减小损耗，因此，目前我国的电力系统普遍使用大于10V的高压电，这在一定程度上推动了社会生产力的进步。
然而谐波与无功现象的存在却在很大程度上造成了电力的损耗，甚至还会影响社会的稳定运行，使得机械设备的使用寿命大大降低，因此，这要求相关的工作人员需要积极采取必要的措施加强对有源滤波的处理，并且加强对无功的补偿，最大程度提升电力资源的使用效率，有效避免能源的浪费。
一、谐波与无功的危害1.1.缩短设备的使用寿命谐波的存在会使得电流产生一定的热能，并且谐波会因为集肤效应与附近交流电的影响，使得线路的电阻大大提升，导致设备的线路老化速度大幅度加快，从而使得设备的使用寿命大大缩短。
另外，谐波的存在还会大大提升介质应力，导致设备的绝缘与老化速度大大提升，大大降低了设备的实用性。
除此之外，谐波还会对设备电缆造成巨大的负面影响，同时电缆中的电容还会进一步促进谐波的放大，使得设备的使用寿命大大降低。
1.2.无功的破坏无功的存在会对电力系统造成很大的损坏，首先，其会使得设备受到系统电压的影响，导致供电质量大幅度降低；其次，由于在高压电力系统中，为了确保无功功率的平衡，当系统中的其他无功电源关闭时，其往往需要通过发电机来补充无功电源产生的消耗，从而使得电源消耗大大增加；最后，无功的存在会使得电路系统的工作效率达到极限，从而使得系统的稳定性大大降低，甚至会造成系统的整体崩溃，然而若不能够对电力系统进行必要的补偿，系统就会受到严重的损坏。
无功补偿和有源滤波选型计算方法
无功补偿和有源滤波选型计算方法无功补偿的选型计算方法可以根据电力系统的特点和要求进行如下步骤：1.确定需补偿的功率因数：根据电力系统的实际需求，确定要达到的功率因数。
电力系统的功率因数可以根据国家标准或行业标准进行选择，常见的功率因数有0.8、0.9、1等。
2.确定需补偿的容量：根据电力系统的负载特点和功率因数要求，计算出无功功率的大小。
根据电力系统的运行情况和负载情况，选择合适的电容器或电感器来进行无功补偿。
3.考虑电力系统的动态响应：在选型计算时，还要考虑电力系统的动态响应能力。
电力系统的负载和运行情况会随时变化，所以在选型时要考虑到系统的动态响应能力，以保证补偿效果的稳定性和可靠性。
4.考虑其他因素：在选型计算时，还要考虑到其他因素的影响，比如电容器的寿命、电感器的损耗等。
这些因素可能会对补偿效果产生影响，所以在选型时要综合考虑。
有源滤波器的选型计算方法可以根据电力系统的谐波特点和要求进行如下步骤：1.确定需滤波的谐波频率：根据电力系统的谐波特点和频谱分析结果，确定要滤除的谐波频率。
电力系统的谐波频率一般为电网频率的整数倍，常见的谐波频率有3次、5次、7次等。
2.确定需滤波的谐波电流：根据电力系统的谐波特点和电流分析结果，确定要滤除的谐波电流大小。
根据谐波电流的大小，选择合适的有源滤波器来进行滤波。
3.考虑滤波器的容量和响应速度：在选型计算时，要考虑滤波器的容量和响应速度。
滤波器的容量决定了它能够滤除的最大谐波电流，响应速度决定了它对电力系统的动态响应能力。
4.考虑滤波器的效率和损耗：在选型计算时，还要考虑滤波器的效率和损耗。
滤波器的效率越高，损耗越少，对电力系统的影响越小。
所以在选型时要综合考虑滤波器的性能指标。
以上是无功补偿和有源滤波选型计算方法的一般步骤，实际选型计算还需要根据具体的电力系统情况和要求进行详细的分析和计算。
同时，还需要考虑经济性、可靠性等因素，以选择合适的无功补偿和有源滤波方案。
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（1)公用电网谐波电压限值 公用电网谐波电压(相电压)限值(95%概率大值)
(2)注入公共连接点的谐波电流限值
通信行业电能治理标准
YD/T 5040-2005《通信电源设备安装工程设计规范》
10.滤波设备。 当交流供电系统内总谐波 电流含量（THD）大于 10%时应配置滤波器。
江苏省电能治理标准
有源电力滤波器原理
IS
电源
=
+
IL
ILj
非线性负载
∑ih
-∑ih
ANAPF 滤波器
iS=(iLj+∑ih)+(-∑ih)
第三方检测报告、CE证书
型式检验报告
CE认证
型式报告技术参数详解
总谐波补偿率
响应时间 整机效率
实物展示
主要谐波源
行业类型 通信、数据机房 医疗 办公楼宇 商业广场、体育馆、演播厅 港口码头 工业、冶金、制造业 烟草、造纸、煤矿 轨道交通
ANHPD谐波保护器安装方式
ANHPD300接线示意
A相接V1、B相接V2、C相接V3、 N相接VN，其中A相、B相、C相 和谐波保护器之间均需加一个16A 的断路器
ANHPD100接线示意
A相接VL、N相接VN，同样 A相和谐波保护器之间需加一个 16A的断路器。（断路器必须 加）
ANHPD谐波保护器特点
电能质量治理产品与解决方案
安科瑞电气股份有限公司 电能质量事业部
1
电能质量问题概述
电能治理相关产品介绍
2
3
电能质量综合治理方案
业绩展示
4
目录
无功补偿必要性
1.降低电网运行电流 2.降低导线及变压器损耗，节能明显 3.提高电网的功率因数，避免用户罚款 4.提高变压器利用率，输出更多有功功率 5.提高电网电压
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ANSVC系列采用散件组成方 案，主要以电容、电抗、 投切开关、控制器等组成。 性价比高，适合大容量场 合。
AZC系列智能电容器
AZCL系列智能电容器
AZC系列智能电容器采 用晶闸管复合开关投切， 最佳投切点，实现无弧 通断；完善的保护功能， 集成在一个模块内，安 装方便。
在AZC基础上，串接合适 电抗率（7%适用于5/7次 以上谐波环境，14%适用 于3/5/7次以上谐波环境） 的电抗，可有效抑制谐 波，避免谐振放大谐波， 保护电容柜本身寿命。
谐波危害
与补偿电容发生谐振， 电容经常损坏，功率因
数补偿不达标
重要设备用电受到影响
带来谐波电压： 整流设备故障、误触发
、控制器故障
变压器： 损耗、温升、噪声
电缆： 损耗、温升、绝缘
国家治理标准
1988年颁布《电网电能质量技术监督管理规定》
确定原则: “谁干扰，谁污染，谁治理”
GB/T14549-1993《电能质量 公用电网谐波》
ANHF谐波滤波器应用案例
ANHF谐波滤波器应用效果
电能质量监控与治理系统方案
1. ANSVC系列无功功率补偿装置采用 电容器串联电抗器方案，可有效避免谐振现象，保证无功补偿性能； 2. ANAPF系列有源电力滤波器可根据负载分布差异和客户需达到的个性化治理效果选择合适治理方式，主 要有集中治理、就地治理和局部治理； 3. ANSVG系列无功谐波混合补偿装置将ANSVC的经济性和ANAPF的高效性结合，适合多个应用场合； 4. ANHF系列谐波滤波器可与变频器、UPS、感应加热设备配套使用，串联在谐波治理支路，可从谐波源 处滤除谐波，保证治理效果； 5. ANHPD300系列谐波保护器针对医院、工生产制造业等行业的精密仪器\生产设备、PLC工控系统等谐波 敏感设备，滤除高次谐波，保证设备安全可靠运行； 6. ANCIR系列输入电抗器可减少变频器或整流设备产生的电流谐波失真，降低高次谐波；
容量选型
所需补偿电流估算的本质就是要计算出负载运行时的实际谐波电流是多少
负载谐波电流畸变率（THDi）由电能质量分析仪测量得到
容量选型
Ih=249*30.4%=75.696A
应用效果展示
应用效果展示
应用效果展示
ANHPD谐波保护器
ANHPD型号说明与尺寸
126*105*80mm（W*D*H），35mm导轨安装
行业类型
物流 物流 商业广场 商业广场 商业广场 商业广场 商业广场 商业广场 商业广场 商业广场 博物馆 博物馆 广电中心 广电中心 广电中心 广电中心 会议中心 会议中心 政府机关 水厂 水厂 水厂 污水处理 污水处理 污水处理
业绩展示
项目名称
怀化智慧云计算中心 中国移动水土数据中心 上海浦东新区云计算项目
ANHPD谐波保护器应用
ANHPD300谐波保护器解决了设备 遇到的以下问题 ◆计算机电子设备、PLC、电机、电器等芯片死机，寿命大幅缩水。 ◆电源净化、可以消除浪涌、尖峰电压、电路噪音和静电等干扰。 ◆屏幕频闪 ◆灯光频闪 ◆数据网络堵塞 ◆特殊（长）线路或投切重负载时的问题 ◆保护装置的误跳闸 ◆由于电能质量恶劣，导致用电装置电能利用效率降低，用电量增加， 造成不必要的电费支出。
•采用超微晶体的特殊电路； •吸收3KHz~10MHz频率各种能量的谐波干扰，消除高次谐波、高频噪 声、脉冲尖峰、浪涌等干扰，矫正电压、电流波形； •减少了用电设备的故障率和机器误操作，全面克服了由于高频谐波污 染引起的干扰，保障了设备的安全运行； •设备本身几乎不耗电，具有超高的经济性； •结构设计合理，接线简单，安装方便。
医疗行业电能治理标准
JGJ312-2013《医疗建筑电气设计规范》
• 9.6.6UPS不间断电源装置的输出功率因数应大于等于0.8，谐波电压畸变率及 输入谐波电流（3-39次）畸变率应小于5%。
无功功率补偿原理
• 电力系统中网络元件的阻抗主要是感性的（电流滞后电压 90°），需要容性无功（电流超前电压90°）来补偿感性无 功。
数量 5 16 1 4 34 4 21 13 2 1 1 2 4 1 2 2 4
ANHF谐波滤波器
利用高阶滤波器的设计原理， 选用高性能的滤波电容器串联电 抗器，组合成滤波补偿系统，在 补偿无功功率的同时，把系统电 流中的谐波分量补偿掉，实现了 将动态无功补偿和谐波滤波功能 合二为一，通常跟工业变频器配 套使用，用于快速跟随负荷变化 ，抑制电流波动，吸收电网谐波 和提高电力利用效率，也被称之 为“变频器伴侣”。
时，进行无功增容，很据公式
Qc PL
1 cos2
1
1
1 cos2 2
1
，来计算容量；
其中：QC 表示欲补偿电容器容量，单位Kvar；
PL 表示有功功率，单位KW；
φ1、φ2分别表示补偿前后的功率因数角；
例：某项目主要负载为电机，现场工况总PL为676.4KW，补偿前功率因数为
0.84，目标功率因数为0.95，根据公式
《江苏省电力保护条例》
• 2008年5月1日起正式颁发实施的《江苏省电力保护条例》第二十八条规定， 对有下列情形之一，严重影响电力安全的用户，供电企业可以中断供电：“ （一）用户的非线性阻抗特性的用电设备接入电网运行所注入电网的谐波电 流或者引起公共连接点电压正弦畸变率超过国家规定标准时，在供电企业通 知后，用户不予改正的；
ANAPF有源滤波器功能
谐波治理 消除电网侧 谐波污染
无功补偿 提高电网侧 功率因数
APF的功能
不平衡补偿 平衡三相电网负载
降低N线电流
APF的好处 1.改善系统用电环境，提高用电质量；
2.提高系统功率因数，减少无功罚款，带来经济效益； 3.改善三相系统负载电流的平衡，降低N线电流，提高系统稳定性。
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➢ 未接电容C时，功率因素为 cosφ1； ➢ 并联接入电容C后，相角由 φ1减小到φ2，功率因数则由 cosφ1提高到cosφ2。
无功功率补偿容量确定
新建项目根据变压器容量选择，约占变压器容量的30%~40%；
例：某项目供电变压器为1600KVA，前期上图设计容量约为
480~560Kvar。
后期改造项目，目标功率因数与现场实际功率因数悬殊，造成无功补偿不达标
主要谐波源 UPS、开关电源、办公设备等 UPS、核磁共振机、CT机、办公设备等 中央空调、电梯、办公设备等 变频器、LED屏、大量节能灯等 行车、门机、变频器、办公设备等 中频炉、变频器、加热炉、锻造设备等 变频器 UPS、充电桩、变频器、荧光灯等
谐波源之变频器
谐波源之中频炉
谐波源之单相谐波源、节能灯
行业类型 银行 银行 学校 学校 学校 学校 学校 医院 医院 医院 医院 医院 医院 医院 医院 医院 制药 制药 制药