文档介绍：电力谐波抑制技术及解决方案
山大华天（烟台）电子科技有限公司
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内容提要
电能质量问题与电力谐波
华天电能质量控制产品介绍
电能质量产品的设计与选用
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什么是“电能质量”
Power Quality——电能缘介质寿命；
导致中线过载，甚至引发事故；
导致电力计量仪表误差；
干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备和通讯设备
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A
B
C
N
单相
非线性
负载
I1=200A , I3=100A , I(rms)=223A
I1=200A , I3=100A , I(rms)=223A
I1=200A , I3=100A , I(rms)=223A
I1=0A
I3=300A
I(rms)=300A
单相
非线性
负载
单相
非线性
负载
第三次谐波电流会产生下列问题:
谐波电流的危害:
1. 中性线电缆因过电流烧毁
2. 产生150Hz的磁场
3. 引起电流失真
4. 造成变压器过负荷,过温度
商业写字楼的谐波问题
谐波电压的危害:
1. 引起电压失真
2. 造成负载运行不正常
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GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波
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GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波
表2注入公共连接点的谐波电流允许值
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安装电力滤波器的意义
消除各次电压、电流谐波污染和干扰，满足国家标准要求；
改善电压质量，提高设备运行安全性和可靠性，降低设备温升和损耗；
提高系统功率因数，提高线路和电力设备利用率；
防止系统共振，提高系统运行稳定性，预防设备故障，保障系统安全；
降低电力损耗、提高设备效率，节约电能。
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治理电力谐波的方法
改进用电设备，使其不产生或少产生谐波；
受设备结构、效率、成本、可靠性等因素影响，只能解决部分问题。
串联失谐电抗器抑制谐波共振放大；
主要抑制谐波共振放大，滤波作用较小。
使用 LC 无源电力滤波器进行谐波治理；
是目前治理谐波的主要方法，但治理效果不理想，并可能导致系统震荡和谐波放大等新问题。
使用有源电力滤波器进行谐波治理。
治理效果好，节能、节材，是谐波治理技术的最新发展方向，有着广阔的发展前景。
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内容提要
电能质量问题与电力谐波
华天电能质量控制产品介绍
电能质量产品的设计与选用
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华天电能质量产品分类
动态无功补偿
按补偿方式：三相三线制、三相四线制
按照补偿速度：普通型、高速型和超高速型
无源滤波器
按补偿方式：三相三线制、三相四线制
按照补偿速度：普通型、高速型和超高速型
有源滤波器
按补偿方式：三相三线制、三相四线制
按电流检测方式：源电流检测性、负载电流检测性
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华天HTEQ高速动态消谐无功补偿器
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无功补偿设备面临的新问题
电力电子装置的应用日益广泛，配电系统中谐波含量增加，导致电容补偿设备发生高次谐波放大、共振、过载烧坏等问题，传统的无功补偿电容设备因无谐波抑制能力，无法正常投入运行。
当今许多工业设备具有无功需求高速波动的特点，传统的无功补偿电容设备因投切速度低、暂态冲击大等缺陷，无法实现实时补偿，无法满足使用要求。
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华天HTEQ动态补偿器工作原理
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华天HTEQ高速动态无功补偿器系统图
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华天HTEQ高速动态无功补偿器主要特点
采用晶闸管无暂态过程高速投切调谐电容器组新技术，具有高速实时跟踪无功补偿和谐波抑制的双重功能。
基于DSP和CPLD等新型集成控制芯片完成实时无功检测、谐波分析和控制逻辑运算，快速准确。
可实时跟踪负荷无功的高速变化，准确进行跟踪补偿，并可有效抑制系统中的谐波电压和电流。
调谐电容器组以循环方式工作，投切过程无暂态冲击，速度快，寿命长，可靠性高。
采用优化设计的调谐电容器组，补偿参数自适应控制算法，实现了无功补偿与谐波治理一体化。
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电容器组投切方式比较
随机投入
暂态涌流高达数倍正常电流
华天无暂态投入技术
无暂态涌流
零电压投入技术
暂态涌流可达2倍正常电流
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快速响应
图中上半部分显示的是使用快速HTEQ系统的补偿效果。当负载电流突然增加时，快速HTEQ在5－20ms内投切所需要的全部电容器，总电流明显减小；当负载切除时，快速HTEQ又在5－20ms内切除相应全部电容器
图中下半部分显示的是采用准实时系统错误的补偿方式。系统中，投切一组电容器需要3个周波，投切所有四组电容器需要12个周波。因为投入的延时，补偿电容是逐步加入，总无功功率逐步减小；而切除的延时，电容器是逐步断开，会产生过补无功。对于快速变化的无功，这样的补偿效果是负面的，系统的总电流是增加而不是减小，会因为欠补或过补而造成电压