1、關于諧波關于諧波諧波源負載分類名 稱所屬行業變頻裝置商業、市政、民用、公用事業、工礦企業等UPS、開關電源、逆變電源公用事業、商業、電子、通訊等地鐵、輕軌、充電站（樁）交通單（多）晶硅生產設備、中頻爐制造業電弧爐、交流弧焊機、感應加熱裝置機械、能源、化工第1頁/共21頁諧波國家標準諧波國家標準GB/T 14549GB/T 14549 電網標稱 電壓 KV電壓總諧波 畸變率%各次諧波電壓含有率：% 奇次 偶次 0.38 5.0 4.0 2.0 6 4.0 3.2 1.6 10 35 3.0 2.4 1.2 66 110 2.0 1.6 0.8第2頁/共21頁關于諧波關于諧波典型電流波形典型電流波

2、形諧波源設備交流調壓器六脈沖變流器十二脈沖變流器電流波形總諧波畸變率觸發角決定28%15%第3頁/共21頁關于諧波關于諧波主要行業主要行業主要行業主要行業諧波電流畸變數據諧波電流畸變數據行業類型推薦THDi諧波源負載辦公樓宇15%計算機設備、中央空調、各類節能燈、辦公類用電設備、大型電梯醫療行業20%重要醫技設備、核磁共振設備、加速器、CT、X光機、UPS等通信機房35%大功率UPS、開關電源公共設施25%可控硅調光系統、UPS、中央空調銀行金融20%UPS、電子設備、空調、電梯生產制造20%變頻驅動、直流調速驅動水處理廠25%變頻器、軟啟動器第4頁/共21頁諧波危害諧波危害第5頁/共21頁關

3、鍵參數關鍵參數參數參數1 1：容量：容量 與其它三相交流電力設備的容量定義相同，有源電力濾波器裝與其它三相交流電力設備的容量定義相同，有源電力濾波器裝置的容量置的容量S SAPFAPF為：為：APFAPFAPFIUS 3式中，式中，U UAPFAPF和和I IAPFAPF分別為有源電力濾波器交流側線電壓和線電流的有分別為有源電力濾波器交流側線電壓和線電流的有效值。效值。市售市售APFAPF大多采用電流標稱，如大多采用電流標稱，如75A75A對應的容量為對應的容量為50kVA50kVA、150A150A對應對應100kVA100kVA。第6頁/共21頁關鍵參數關鍵參數參數參數2 2：補償次數：補

4、償次數補償次數是可補償的諧波次數，國外廠家一般定義補償次數是可補償的諧波次數，國外廠家一般定義2-602-60次同時可選次同時可選2020種。種。不是補償次數越高性能就越好不是補償次數越高性能就越好。需注意以下問題：需注意以下問題：1 1、弄清負載的諧波電流哪些頻次是必須補償的，若負載的高次諧、弄清負載的諧波電流哪些頻次是必須補償的，若負載的高次諧波電流很小就沒有補償的必要，一般而言波電流很小就沒有補償的必要，一般而言2525次次以上的諧波電流很小。以上的諧波電流很小。2 2、不是任何頻次電流都可以達到額定值，如：、不是任何頻次電流都可以達到額定值，如：75A75A的的APFAPF出出75A7

5、5A的的5050次諧波電流。次諧波電流。3 3、APFAPF輸出電流的頻次分配比例是按輸出電流的頻次分配比例是按典型負載設計典型負載設計的。越是高次電的。越是高次電流流(13(13次次) )以上，輸出能力越差以上，輸出能力越差。第7頁/共21頁關鍵參數關鍵參數參數參數3 3：補償率：補償率 在負載諧波電流在負載諧波電流處于處于APFAPF補償電流范圍內時補償電流范圍內時，單臺，單臺APFAPF諧波補償率諧波補償率的定義如下：的定義如下：補償率是補償率是針對典型負載針對典型負載的，不是任何負載時都能達到。起草中的的，不是任何負載時都能達到。起草中的APFAPF國國標規定標規定補償率補償率應應75

6、%75%。任何廠家的補償率都是。任何廠家的補償率都是針對典型負載針對典型負載的，且定的，且定義有差別，起草中的義有差別，起草中的APFAPF國標國標對補償率的定義及測試方法有明確規定。對補償率的定義及測試方法有明確規定。(1) 100%hhnhIKII Ih h濾波裝置工作后，電網側的第濾波裝置工作后，電網側的第h h次諧波電流方均根值；次諧波電流方均根值；I Inhnh濾波裝置工作前，電網側的濾波裝置工作前，電網側的h h次諧波電流方均根值。次諧波電流方均根值。第8頁/共21頁關鍵參數關鍵參數參數參數4 4：響應時間：響應時間響應時間是指響應時間是指諧波負載投入后，經過多長時間諧波負載投入后

7、，經過多長時間電網的諧波電流被電網的諧波電流被完全濾除完全濾除( (只有基波只有基波) )或達到穩定狀態。或達到穩定狀態。圖圖(a)(a)給出了電網電流和負載電流的波形；圖給出了電網電流和負載電流的波形；圖(b)(b)給出了電網電流和給出了電網電流和APFAPF輸出電流的波形。可看出，負載電流從輸出電流的波形。可看出，負載電流從0 0到額定電流到額定電流130A130A時，經時，經過過20ms20ms后后APFAPF完全補償了諧波電流，這證明了完全補償了諧波電流，這證明了APFAPF的響應時間為的響應時間為20ms20ms。 第9頁/共21頁關鍵參數關鍵參數參數參數4 4：響應時間：響應時間1

8、 1、響應時間指的是諧波電流被完全消除所需的時間。瞬時響應時、響應時間指的是諧波電流被完全消除所需的時間。瞬時響應時間指的是開始出諧波的時間，有的廠家給出間指的是開始出諧波的時間，有的廠家給出usus級的瞬時響應時間級的瞬時響應時間和和響應時間響應時間沒有關聯沒有關聯。2 2、響應時間越小跟蹤速度越快，可以應用于負載快速波動的場合。、響應時間越小跟蹤速度越快，可以應用于負載快速波動的場合。3 3、有的廠家給出的不是諧波電流被完全消除所需的時間，可能是、有的廠家給出的不是諧波電流被完全消除所需的時間，可能是消除消除50-90%50-90%諧波所需時間。諧波所需時間。超過超過40ms40ms的響應

9、時間不適于負載快速的響應時間不適于負載快速波動的場合波動的場合。第10頁/共21頁設計選型設計選型第11頁/共21頁設計選型設計選型第12頁/共21頁選型計算選型計算H1I =I計算公式：計算公式：THDi%諧波電流諧波電流基波電流基波電流電流諧波畸變率電流諧波畸變率衍生公式衍生公式：S: S: 變壓器視在容量變壓器視在容量K: K: 變壓器利用率變壓器利用率第13頁/共21頁選型計算選型計算 簡化計算簡化計算 簡化公式： 諧波含量=計算電流THDi 總線補償： THDi一般取10%35% 負載補償： THDi根據負載而定，一般為15%100%，典型值為20%30%第14頁/共21頁選型計算選

10、型計算行業類型行業類型諧波源負載諧波源負載推薦推薦THDiTHDi治理方式治理方式辦公樓宇計算機設備，中央空調，各類節能燈、辦公類用電設備、大型電梯15%集中治理醫療行業重要醫技設備：核磁共振設備、加速器、CT、X光機等20%集中治理通信機房大功率UPS、開關電源35%集中治理部分行業總線電流諧波畸變率記錄表第15頁/共21頁選型計算選型計算 簡化計算舉例簡化計算舉例 某通信機房UPS負載容量為30kVA，用戶側電壓為220V，因為負載為UPS，其典型推薦ThdI取值為35%，根據諧波電流的簡化計算公式可得：每相負載電流可以取50A；每相估算諧波電流故選用補償電流為30A50A的有源濾波器即可滿足抑制諧波的需要。 A 45.45 220)*1000/(3*30負載電流IA 17.5 35%*50 THDi*負載電流THDiI第16頁/共21頁APFAPF有源濾波器實現功能有源濾波器實現功能并聯型APF有源濾波器第17頁/共21頁APFAPF有源濾波器實現功有源濾波器