有源滤波在某棉纺企业低压配电室节能实践与选型

钱琪明

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

0引言

在电力系统中，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。由于棉纺企业的绝大部分设备大量使用电子设备、变频器、整流器等，因此会产生大量谐波电流。我公司环锭纺细纱、络筒车间配电设备受谐波影响。造成低压总进线断路器烧损、电气设备运行温度超标使绝缘老化、用电量电损增加等问题。影响配电设备的正常运行。为根本解决谐波治理、消除用电安全隐患、节约电能结合行业相关棉纺企业谐波治理经验邀请相关技术人员进行论证，确定谐波治理方案。

1车间供电现状

棉纺企业各车间大量的非线性负载(整流器变频器、开关电源等)投运后。电网谐波及无功含量日益严重，大量谐波的存在会使用电设备的附加损耗增加，其中5次、7次、11次、13次谐波分量严重超标。与此同时，有害谐波源已经污染到外部供电电网中，对工业园区110kV变电站的供电设备也造成了严重的威胁甚至引起变电站的电压互感器损坏。

对比目前常用的几种谐波治理方案,确定使用有源滤波器(APF)作为谐波治理的主要手段APF可有效治理2次~51次谐波，且不会产生谐振和放大谐波电流。

首先,用专门的精密仪器实际测量变电室的运行负荷量和各种谐波源的实际占比情况，根据测得的实际数据确定各个变电室是否需要加装有源滤波设备。以我们环锭纺2#配电室为例：测试时电流2880A左右，电流波形发生明显的畸变，谐波电流畸变率24.5%、电压畸变率10.1%；主要以5次和7次谐波电流为主，其中5次谐波电流达到664A，谐波严重，需要及时治理。

2谐波装置投运

谐波治理装置投运后，系统功率因数提升到0.95以上；后纺供电系统运行电流从2500A(量大运行电流)减小至2400A左右，单相*大可减小100A电流，电压、电流波形均有很好的改善；谐波含量减小，谐波电压畸变率由9.1%降至4.6%、谐波电流畸变率由18.7%减至5.0%，在容量范围内很好地改善了系统的谐波含量值：可在配电室中振动、噪声以及无功谐波引起的温度均有良好的改善。

3有源滤波使用效果

有源滤波装置不但能净化供电质量确保供电设备的良好运行，还有一定的节电效果。每个变电室节约电流在100A左右，如果按照60A的节约量计算，每年可节约电量1.732*380V*60A*0.95*24h*30天*12月/1000=324130kw·h。按照0.4元/(kw·h)计算，每个变电室每年可节约电费约12.97万元，6个配电室每年可节约电费77.82万元。有源滤波设备总投资216.36万元(含18个有源滤波柜、备品备件工具、安装调试、运保费等),保守估计3年内可以收回成本。

4安科瑞APF有源滤波器产品选型

4.1产品特点

(1)DSP+FPGA控制方式，响应时间短，全数字控制算法，运行稳定；

(2)一机多能，既可补谐波，又可兼补无功，可对2～51次谐波进行全补偿或特定次谐波进行补偿；

(3)具有完善的桥臂过流保护、直流过压保护、装置过温保护功能；

(4)模块化设计，体积小，安装便利，方便扩容；

(5)采用7英寸大屏幕彩色触摸屏以实现参数设置和控制，使用方便，易于操作和维护；

(6)输出端加装滤波装置，降低高频纹波对电力系统的影响；

(7)多机并联，达到较高的电流输出等级；

4.2型号说明

4.3尺寸说明

4.4产品实物展示

ANAPF有源滤波器

5安科瑞智能电容器产品选型

5.1产品概述

AZC/AZCL系列智能电容器是应用于0.4kV、50Hz低压配电中用于节省能源、降低线损、提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。它由智能测控单元，晶闸管复合开关电路，线路保护单元，两台共补或一台分补低压电力电容器构成。可替代常规由熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成的自动无功补偿装置。具有体积更小，功耗更低，维护方便，使用寿命长，可靠性高的特点，适应现代电网对无功补偿的更高要求。

AZC/AZCL系列智能电容器采用定式LCD液晶显示器，可显示三相母线电压、三相母线电流、三相功率因数、频率、电容器路数及投切状态、有功功率、无功功率、谐波电压总畸变率、电容器温度等。通过内部晶闸管复合开关电路，自动寻找适宜投入（切除）点，实现过零投切，具有过压保护、缺相保护、过谐保护、过温保护等保护功能。

5.2型号说明

AZC系列智能电容器选型：

AZCL系列智能电容器选型：

5.3产品实物展示

AZC系列智能电容模块AZCL系列智能电容模块

安科瑞无功补偿装置智能电容方案

6结束语

此项目在2022年6月份进行全面实施，通过3个月实际测量统计，电网谐波数据得到较大改观。公司供电质量得到很大的改善。保证了供电设备的可靠运行。经3个月的实际运行，估算年节约电费可达100余万元，节能效果较好。

参考文献

[1]成卫东,薛梅,程卫平，张洪卫.棉纺企业低压配电室增设有源滤波设备节能实践[J].棉纺织技术,2023,51(02):24.

[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.