隨著電力電子設(shè)備的普及應(yīng)用，由非線性負(fù)載引起的諧波污染、電網(wǎng)功率因數(shù)降低、三相不平衡等電能質(zhì)量問(wèn)題也得到越來(lái)越多用戶的關(guān)注。對(duì)于諧波和功率因數(shù)問(wèn)題，過(guò)去通常采用無(wú)源濾波裝置來(lái)治理。無(wú)源濾波裝置會(huì)占用較大的安裝空間，且電容投切補(bǔ)償響應(yīng)慢，補(bǔ)償不連續(xù)，存在過(guò)補(bǔ)償和諧振的風(fēng)險(xiǎn)。
有源濾波器（APF：Active Power Filter），是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。
有源濾波器原理
有源濾波器不會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償和諧振問(wèn)題，且體積小，方便擴(kuò)容，尤其適合石化行業(yè)應(yīng)用。
本文主要介紹上海能傳電氣有限公司的有源濾波器在中國(guó)石油天然氣股份有限公司呼和浩特石化分公司（以下簡(jiǎn)稱呼和浩特石化）的應(yīng)用情況。
呼和浩特石化廠區(qū)照片
諧波在石化行業(yè)中的危害主要體現(xiàn)在對(duì)電力設(shè)備的危害以及對(duì)計(jì)量和通信設(shè)備的干擾。諧波會(huì)使變壓器和電纜等設(shè)備產(chǎn)生附加損耗，溫升增加，使絕緣加速老化。諧波的存在會(huì)使視在功率增加，占用變壓器的容量。同時(shí)，諧波對(duì)電力系統(tǒng)中的電容器等設(shè)備都造成負(fù)面影響。
諧波可能造成的危害
（左上：變壓器過(guò)熱 右上：電容加速老化 下：通訊干擾）
呼和浩特石化的主要諧波源為低壓變頻器。變頻器主要用于柴油加氫裝置、動(dòng)力站、蠟油裝置、硫磺回收裝置、重整裝置等。變頻器采用常規(guī)的六脈波二極管整流方案，會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，主要集中在6n±1次，以5、7、11和13次為主。這些諧波嚴(yán)重影響用電設(shè)備的安全：造成電網(wǎng)電壓嚴(yán)重畸變；系統(tǒng)功率因數(shù)降低；電纜和變壓器過(guò)熱，絕緣老化加速；通訊干擾；儀表誤動(dòng)作導(dǎo)致供電中斷等，進(jìn)而影響到整個(gè)配電系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。
本項(xiàng)目能傳電氣除了提供新的有源濾波器柜機(jī)外，還對(duì)原有電容柜進(jìn)行改造。改造后同時(shí)兼?zhèn)渲C波濾波和無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓δ?；柜體采用模塊化安裝，內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊；適合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)的布置方式，緩解了現(xiàn)有配電室空間緊張問(wèn)題。
能傳電氣提供的有源濾波器清單如下：
有源濾波器現(xiàn)場(chǎng)照片
有源濾波器投入運(yùn)行后，柴油加氫、硫磺回收裝置的諧波畸變率從最初的31%降至3.3%，動(dòng)力站及重整裝置的諧波畸變率從28%降至3%，蠟油裝置的諧波畸變率從34%降低至3.6%，改造柜體部分的現(xiàn)場(chǎng)功率因數(shù)均達(dá)到0.98以上，完全滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波失真和功率因數(shù)的要求。
動(dòng)力站有源濾波器投入運(yùn)行前后電流波形
能傳電氣有源濾波器在石化行業(yè)實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用，有效治理了煉油設(shè)備變頻驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的諧波，同時(shí)補(bǔ)償了無(wú)功，對(duì)石化行業(yè)的電能質(zhì)量提升效果非常顯著。有源濾波器體積小，可靠性高，調(diào)試方便，并能同時(shí)滿足諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償，和常規(guī)的無(wú)源補(bǔ)償裝置相比，具有很大的優(yōu)越性。
