设备使用方：岳阳中航广场

　　设备供应方：深圳市英纳仕电气有限公司

　　设备名称：有源电力滤波器 型号：iNAS-A-100A-3L-380V等

　　使用效果：商业广场空调的谐波治理问题

 

　　一、综述

　　1.1 概述

　　1、空调品牌及型号：

　　麦克维尔CUWD460A5Y-HR;

 

　　2、电力谐波的危害：

　　将可能导致变压器过热故障，线损及变损增加，能量损耗增加，功率因素降低;干扰电子设备(控制系统、晶体管模块、电容等等)，造成电能和设备利用率不足，出线过流、过压、过热，绝缘老化现象，最终导致整个电网处于一个不安全的运行状况、或者处于瘫痪状况;

 

　　3、状况分析：

　　1)变频空调的谐波源：变频器大功率整流及逆变模块;

　　2)大功率变频器谐波电流畸变率：根据检测经验I-THD(%)约为30%;

　　3)电能质量超标项目为谐波电流;

　　4)最大功率运行电流有效值438.0A，谐波电流大小值约为 130A 。

 

　　4、治理措施：

　　结合岳阳中航广场变频空调实际使用情况，我们建议在变频空调配电柜总出线端各并联1 台iNAS-A-150A-03-380 电力有源滤波器(APF)。

 

　　5、有源滤波器治理经济效果分析：

　　1、谐波治理可提高电网运行的安全性能

　　这种安全性能是不能简单地用经济效益来衡量的：

　　(1)谐波电压和谐波电流等项电能指标均符合国家标准，从而保证电网安全、可靠、经济运行。

　　(2)电力设备(变压器、发电机、电缆等)损耗下降，噪音降低，减小绝缘老化程度，延长设备使用寿命。

　　(3)改善供电系统电压和电流稳定性，减少断路器无故跳闸的可能性。

　　(4)避免数据、通讯系统信息受到谐波的干扰，保证重要通讯的正常进行。

　　(5)保证变压器、发电机组的正常运行，杜绝谐波存在导致的变压器、发电机有效出力降低的情况。

　　(6)三相不平衡度降低，提高系统安全性。

　　(7)降低线损，增加补偿无功的收益，补偿或吸收无功使功率因数保持在良好水平，进而实现降耗目标。

 

　　2、谐波治理经济效益分析

　　(1)线损下降

　　假设滤波器投入前后，谐波电流畸变率由 30%左右下降到国标范围内，电流的降低直接

　　降低线路损耗，可实现节能降耗的功能。

　　(2)挖掘变压器潜力

　　挖掘变压器潜力大于 3%。

　　(3)降低变压器铜损耗及线缆损耗。

 

　　1.3 电能质量概述

　　麦克维尔CUWD460A5Y-HR空调名牌参数

型号	CUWD460A5Y-HR
额定电压	380V	额定电流	438A	额定功率	319KW

 

　　麦克维尔CUWD460A5Y-HR空调谐波电流评估

满负荷运行电流	I-THD(%)评估	谐波电流	APF选型电流
438A	30%	130A	150A

 

　　二 、空调谐波分析

　　状况分析

　　1) 电能质量超标项目为谐波电流;

　　2) 相电流有效值438安培;

　　3) 谐波电流总畸变率约为30%，主要谐波电流一般为5次，7次，11次，13次谐波;

　　4) 负荷在运行过程中电流波动较小，属于稳定的谐波负荷;

　　5) 谐波电流大小值约为 130A，三相谐波电流较为平衡。

 

　　结果分析

　　从变频空调使用的大功率变频器检测经验数据分析，系统负载为典型的6脉整流特性，主要产生以6N±1(N为工频频率的整数倍)次奇次谐波，5次、7次、9次谐波电流较大，谐波总畸变率超过了国家《电能质量公用电网谐波》(GB/T 14549-93)的国家标准限值。系统中大量畸波的存在将严重影响电力系统的安全稳定运行，同时增加了线损和用电设备的损耗，造成了多余的能耗，这不仅影响了广大电力用户的用电安全，而且对电力系统中一些主要设备也产生了严重的危害(会造成上端变电站的电气设备及同一配电系统中的其它用户的用电设备无法正常运行)，为了确保电力用户和电力系统电能质量及安全经济运行，必须对各种非线性用电设备注入电网的谐波加强管理和限制。因此，建议用户安装谐波滤除装置，使得谐波电流不流入变压器及上端系统，大大减小了变压器的发热量及提高了变压器的负荷率。

 

　　2.1 APF安装支路选择及选型

　　岳阳中航广场空调单台容量为438A，变频空调谐波畸变率约为30%，谐波电流约为130A，

　　根据空调的使用情况，在每台变频空调配电柜总出线侧各并联1台iNAS-A-150A-03-380有源电力滤波器。

　　a) 该线路负载用电三相较为平衡，选择三相三线制APF;

　　b) 该单台变频空调额定电流为438A，谐波含量约THDi 30%,若最大功率运行，谐波电流可达130多安培，考虑到预留部分安全容量适配一台三相三线iNAS-A-150A-03-380的有源电力滤波器并联于空调配电柜总出线端;

　　c) 经APF进行谐波治理后，谐波电流畸变率将小于5%，符合国家相关规定。

 

　　2.2 投资及经济效益分析

　　1、谐波治理可提高电网运行的安全性能

　　这种安全性能是不能简单地用经济效益来衡量的：

　　(1)谐波电压和谐波电流等项电能指标均符合国家标准，从而保证电网安全、可靠、经济运行。

　　(2)电力设备(变压器、发电机、电缆等)损耗下降，噪音降低，减小绝缘老化程度，延长设备使用寿命。

　　(3)改善供电系统电压和电流稳定性，减少断路器无故跳闸的可能性。

　　(4)避免数据、通讯系统信息受到谐波的干扰，保证重要通讯的正常进行。

　　(5)保证变压器、发电机组的正常运行，杜绝谐波存在导致的变压器、发电机有效出力降低的情况。

　　(6)三相不平衡度降低，提高系统安全性。

　　(7)降低线损，增加补偿无功的收益，补偿或吸收无功使功率因数保持在良好水平，进而实现降耗目标。

 

　　2、谐波治理经济效益分析

　　(1)挖掘变压器潜力

　　视在功率S2=P12+Q12+D2，其中，D为畸变功率，P1为基波的有功功率，Q1为基波的无功功率。一般情况下，D将在变压器中以发热的方式损耗掉，如果没有损耗，谐波将通过变压器进入高压系统;挖掘变压器潜力大于3%。

　　(2)降低变压器损耗及线路损耗。