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• 摘要：隨著通信行業(yè)的迅猛發(fā)展，大量使用UPS、開關(guān)電源及變頻設(shè)備等非線性負載，在使用過程中會產(chǎn)生大量的諧波電流，給配電系統(tǒng)帶來嚴重的污染，不僅會影響配電系統(tǒng)安全運行，還會引起其他設(shè)備的不穩(wěn)定，為此，安科瑞有源電力濾波器為通信行業(yè)電能治理，為電力系統(tǒng)保駕護航。

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• 1、通信行業(yè)諧波源分析

• （1）UPS不間斷電源

• 目前移動通信機房大量使用的UPS多為三相全控橋6脈沖可控硅整流方式，單套容量大，其諧波電流畸變率大都在25%~35%之間，主要諧波為5、7、11、13次諧波。

• （2）開關(guān)電源

• 開關(guān)電源是移動通信機房應(yīng)用最多的設(shè)備，其特點是單元容量比較小，輸入端采用整流電路，致使電流波形產(chǎn)生畸變，其諧波電流畸變率大都在30%~60%之間，不同品牌的開關(guān)電源諧波含量差別比較大。

• （3）計算機設(shè)備

• 電路中的開關(guān)器件及感性負載工作于高頻開關(guān)狀態(tài)而產(chǎn)生脈沖，計算機設(shè)備產(chǎn)生諧波以3次、5次和7次為主。

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• 2、通信行業(yè)的電能質(zhì)量問題及危害

• 移動通信設(shè)備對電能質(zhì)量要求，移動通信機房作為移動公司的核心區(qū)域，必須保證配電系統(tǒng)和用電設(shè)備安全可靠運行，一旦發(fā)生電氣事故造成停電或設(shè)備故障造成停機，造成的經(jīng)濟損失和社會負面影響很難估量。

• 非線性設(shè)備在使用過程中會產(chǎn)生大量的諧波，導(dǎo)致電壓、電流波形發(fā)生畸變，嚴重影響機房供電安全,諸如電纜發(fā)熱、備用柴油發(fā)電機組無法正常投切、IT設(shè)備壽命降低、控制設(shè)備工作異常、保護開關(guān)誤動作、無功補償裝置不能正常投切等。

3. 通信行業(yè)諧波治理解決方案

• 針對于以上通信行業(yè)諧波污染情況，經(jīng)專業(yè)測試及分析，建議加裝有源電力濾波器，經(jīng)過實際應(yīng)用效果證實其性能，避免由諧波給數(shù)據(jù)機房帶來的嚴重影響，保證供電系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性。

• 3.1 ANAPF有源電力濾波器在數(shù)據(jù)機房的應(yīng)用

• 3.1.1 項目背景

• 常熟智慧城市是一個市民卡信息中心，其中包括大型數(shù)據(jù)機房，對電能質(zhì)量要求非常高；為了提高供電可靠度，采用大量的UPS作為設(shè)備電源，機房內(nèi)還包含空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備等。此類電力電子設(shè)備皆屬于非線性負載，在使用過程中會產(chǎn)生大量諧波并注入系統(tǒng)中，主要以5次、7次為主；如果不進行諧波治理，對電網(wǎng)造成嚴重的污染，也影響機房中其他敏感設(shè)備，比如導(dǎo)致通信數(shù)據(jù)錯誤，甚至癱瘓、中斷，降低了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性。

• 3.1.2治理方案

• 根據(jù)以往測量經(jīng)驗進行諧波分析與估算，諧波主要由UPS和一些非線性直流電源產(chǎn)生，供電系統(tǒng)由2臺800kVA變壓器及其一臺800kW發(fā)電機組成，采用集中治理方案，在每臺變壓器下加裝300A有源電力濾波器，型號為 ANAPF300-380/BGL，來自動跟蹤補償負載產(chǎn)生的諧波電流，保證整個系統(tǒng)安全可靠運行。

• 3.1.3治理效果

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• 圖3-1治理前電流波形和各次諧波柱狀圖

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• 圖3-2治理后電流波形和各次諧波柱狀圖

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• 由上圖可以看出，治理前，N線電流較大，3次、5次、7次等諧波頻次含量較大；治理后，N線電流明顯降低、各次諧波電流得到有效抑制，提高了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，消除了諧波對通信系統(tǒng)影響的危害，收到了良好的運行效果。

• 3.1.4安裝現(xiàn)場

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• 3.2安科瑞有源電力濾波器介紹

• 3.2.1 基本原理

• ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在含諧波負載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠?qū)討B(tài)變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償。其原理為：ANAPF系列有源電力濾波器通過CT采集系統(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負載所產(chǎn)生的諧波電流。

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• 圖3-3 ANAPF有源電力濾波器原理圖

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• 3.2.2主要技術(shù)參數(shù)

• APF

• 立柜式

• 抽屜式

• 壁掛式

• 額定輸出電流

• 30~600A

• 30~50A

• 75A~100A

• 30A~50A

• 100A

• 尺寸

• 800*1000*2200（mm）

• 485*610*275mm

• 485*215*615mm

• 485*275*610mm

• 485*615*215mm

• 進出線方式

• 上進上出或

• 下進下出

• 后進后出

• 上進上出

• 接線方式

• 三相三線或三相四線

• 接入電壓

• 380V ±15%

• 接入頻率

• 50Hz ±2%

• 響應(yīng)時間

• 開關(guān)頻率

• 10kHz~20kHz

• 功能設(shè)置

• 只補償諧波、只補償無功、既補償諧波又補償無功

• 諧波補償次數(shù)

• 2-51次（全部補償或次數(shù)補償）

• 損耗

• ≤2%，效率≥98%

• 總諧波補償率

• ≥90%

• 保護類型

• 直流過壓保護、IGBT過流保護、裝置過溫保護（需重新修正）

• 冷卻方式

• 強制風冷

• 噪音

• ≤65dB

• 工作環(huán)境溫度

• -10℃～+45℃（環(huán)境溫度超過工作溫度范圍降容使用）

• 工作環(huán)境濕度

• ＜85%RH 不凝結(jié)

• 安裝場合

• 室內(nèi)安裝

• 海拔高度

• ≤1000m（更高海拔需降容使用）

• 防護等級

• IP20

• 智能通信接口

• 外加模塊

• 遠程監(jiān)控

• 可選

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• 3.2.3 產(chǎn)品特點

• ● DSP+FPGA全數(shù)字控制方式，具有極快的響應(yīng)時間，先進的主電路拓撲和控制算法，精度更高、運行更穩(wěn)定；

• ● 一機多能，既可補諧波，又可兼補無功，可對2～51次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償；

• ● 具有完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；

• ● 模塊化設(shè)計，體積小，安裝便利，方便擴容，可滿足不同工況的需求；

• ● 受電網(wǎng)阻抗的影響不大，沒有與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振隱患；

• ● 輸出端加裝濾波裝置，降低高頻紋波對電力系統(tǒng)的影響；

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• 4、結(jié)論

• 本文分析了通信行業(yè)中諧波存在源、諧波特性以及危害，介紹了ANAPF低壓有源濾波器的特點以及技術(shù)參數(shù)，并通過某城市數(shù)據(jù)機房的應(yīng)用案例，對比分析了有源濾波器投入前后的諧波治理，可以滿足通信行業(yè)需求，為其電力系統(tǒng)保駕護航，提升電能質(zhì)量，改善用電環(huán)境，提高設(shè)備的使用壽命和性能。

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