江阴市科杰电气有限公司

　　航海电器

·岸电箱

·机舱报警组合灯柱

·驾控台

　　电源滤波装置

　　低压电器屏

航海电器

电源滤波装置

特性

1.系统电压:0.4KV-35KV。

2.基波频率:50Hz-60Hz。
3.谐波滤波器调谐次数: 3th,5th,7th,11th,13th,17th……
4.依据客户要求，提供消除各次谐波，提高功率因数。依据客户的负载形态，作完善的规划设计。
5.滤波器有气芯式或铁芯式电抗器，滤波电容器，三相不平衡电压保护，三相不平衡电流保护等组成。
6.江阴通用电器厂是一个生产电源滤波装置的专业厂商。设计制造单频（SINGLE TUNED）及高通滤波器（HIGH PASS）深受客户的信赖。
7.江阴市通用电器厂使用先进的电脑软件为客户做系统模拟滤波设计，能找到最正确又理想的解决方案。
8.本厂备有精密的电源质量分析仪器可为客户提供实地测试服务。

一、无功功率补偿

1.1通则
因所有电感性负载均需大量的无功功率，而无功功率如果不是有由电容器提供，则需由供电网络来供给，因此设计系统的传输能力将要考虑有功功率和无功功率，也就是需要较大容量的传输电缆及变压器，又因无功功率的传输将造成传输线路及变压器的损失增加，而降低经济效益。

P：有功功率
S1：功率因素改善前的视在功率
S2：功率因素改善后的视在功率
Q1：功率因素改善前的无功功率Q2：功率因素改善后的无功功率
QC：电容器补偿的无功功率
θ1:功率因素改善前的相角
θ2:功率因素改善后的相角

1.2功率因数

COSθ＝P/S=有功功率/视在功率

1.3各种负载的功率因数

（见右表）

负载类型

功率因素

（半载……满载）

感应电机<100KW

250KW

造纸工业

化工设备

钢铁设备

塑料工业

轧钢设备

感应炉

电弧炉

水泥厂

交流电弧及点焊机

0.60……0.80

0.80……0.90

0.50……0.80

0.75……0.85

0.60……0.85

0.60……0.75

0.30……0.75

0.20……0.69

0.60……0.80

0.75……0.85

0.35……0.40

1.4无功功率的补偿方式

1.于电机负载侧直接作补偿
2.于低压网络上集中补偿
考虑负载侧所有负载之无功电流，集中作补偿，低压系统可利用自动功率因数调整器作更有效、更经济的无功功率补偿。其计算方法如下：
QC=PX(tanθ1－tanθ2)
QC: 电容器补偿容量(KVar)
P: 系统的有功功率
θ1:功率因素改善前的相角
θ2:功率因素改善后的相角

1.5 补偿前后功率因素计算对照表(见下表)

二、谐波

2.1供电系统谐波的定义

　　供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶（Fourier）级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率相同非的分量，这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1）称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波（Nonharmonics）或分数谐波。谐波实际是一种干扰量，使电网受到“污染”。电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其频率范围一般为2≤n≤40。

2.2产生谐波的设备类型

　　所有的非线形负荷都产生谐波电流，产生谐波的设备类型有：开关模拟式电源（SMPS)、电子荧火灯整流器、调速传动装置、不间断电源（UPS）、磁性铁芯设备及某些家用电器如电视机等。

（1）开关模式电源（SMPS)：

　　大多数的现代电子设备都使用开关模式电源（SMPS）。它们和老式的设备不同，它们已将传统的降压器和整流器替换成由电源直接经可控制的整流器件去给存贮电容器充电，然后用一种和所需的输出电压及电流相适合的方法输出所需的直流电流。这对于设备制造厂的好处是使用器件的尺寸、价格及重量均可大幅度地降低，它的缺点是不管它是哪一种型号，它都不能从电源汲取连续的电流，而只能汲取脉冲电流。此脉冲电流含有大量的三次及高次谐波分量。

（2）电子荧光灯整流器：

　　电子荧光灯整流器近年被大量采用。它的优点是在工作于高频时可显著提高灯管的效率，而其缺点是其逆变器在电源电流中产生谐波和电气噪音。使用带有功率因数校正的型号产品可减少谐波，但成本昂贵。

（3）直流调速传动装置：

　　直流电动机的调速控制通常采用三相交流桥式整流电路，它也称作六脉冲桥式整流电路，因为在直流输出侧每周波内有六个脉冲（在每相的半波上有一个）。直流电动机的电感是有限的，故在直流电流中有300Hz的脉动波（即为供电频率的6倍），这就改变了供电电流的波形。

（4）不间断电源（UPS）：

　根据电能变换方式和由外部供电到内部供电所用转换方式的不同，USP有许多不同的类型。主要的类型有：在线的、离线的USP和线路交互作用的USP。由USP供电的负荷总是电子信息设备，它们是非线性的并且含有大量的低次谐波。　

（5）磁芯器件：

　在有铁芯的电抗器上的励磁电流和磁通密度之间的关系总是非线性的。如果电流波形是正旋波（亦即电路中串连的电阻很大）那么磁场中会有高次谐波，这被认为是强迫磁化过程。如果施加在线圈上的电压是正旋波形（亦即串连的电阻很小）则磁通密度也将是正旋波形，而电流波形则含有高次谐波，这被认为是自由磁化过程。

（6）大功率中频炉，电弧炉这些冶炼设备的供电方式主要采用现代电力电子产品进行整流，在经过滤波器滤波后供给设备，其中中频炉还需经过电力电子器件的逆变。虽然这些设备带有滤波器，单这并不能完全现出中频炉和电弧炉工作时产生的谐波。

2.3电力谐波造成的危害

　　对于电力系统来说，电力谐波的危害主要表现有以下几个方面：

（1）增加输、供和用电设备的额外附加损耗，使设备的温度过热，降低设备的利用率和经济效益：

①电力谐波对输电线路的影响：

　　谐波电流使输电线路的电能损耗增加。当注入电网的谐波频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时，对输电线路和电力电缆线路会造成绝缘击穿。

②电力谐波对变压器的影响：

　　谐波电压的存在增加了变压器的磁滞损耗、涡流损耗及绝缘的电场强度，谐波电流的存在增加了铜损。对带有非对称性负荷的变压器而言，会大大增加励磁电流的谐波分量。

③电力谐波对电力电容器的影响：

　　含有电力谐波的电压加在电容器的两端时，由于电容器对电力谐波阻抗很小，谐波电流叠加在电容器的基波上，使电容器电流变大，温度升高，寿命缩短，引起电容器过负荷甚至爆炸，同时谐波还可能与电容器一起在电网中造成电力谐波谐振，使故障加剧。

（2）影响继电保护和自动装置的工作可靠性：

　　特别对于电磁式继电器来说，电力谐波常会引起继电保护装置误动作或拒动，使其动作失去选择性，可靠性降低，容易造成系统事故，严重威胁电力系统的安全运行。

（3）对通讯系统工作产生干扰：

　　电力线路上流过的幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合时，会在邻近电力线的通信线路中产生干扰电压，干扰通信系统的正常工作，影响通信线路通话的清晰度，甚至在极端的情况下，还会威胁着通讯设备和人生安全。

（4）对用电设备的影响：

　　电力谐波会使电视机、计算机的图形畸变，画面亮度发生波动变化，并使机内的元件温度出现过热，使计算机及数据处理系统出现错误，严重甚至损害机器。

　　此外，电力谐波还会对测量和计量仪器的指示不准确及整流装置灯产生不良影响，它已经成为当前电力系统中影响电能质量的大公害。

三、谐波系统的无功补偿

3.1谐振

　　在系统网络上，如有谐波负载加入电容器组将造成并联谐振，使谐波电流放大，影响更为严重。并联谐振的结果，将使谐波电流放大，造成电容器过电流而故障及变压器的损失增加。串连谐振的结果，将使电容产生过电压而发生故障。

3.2调谐回路电容器补偿系统

　　在含有少量谐波电流的系统中，一般的功率因数改善电容器组是不能被使用的，因为电容器组与网络形成并联谐振使谐波电流放大，以至于电压及电流畸变率更为严重，因此，当在少部分谐波的系统中，其改善功率因素的电容组应该要串接调谐电抗器，即每段电容器组与调谐电抗器组合而成，而把此回路的串联谐振频率调谐低于最低次谐波。使其在基本频率时呈电容性，以提供无功功率来改善功率因数，而在谐波频率时呈电感性，以防止并联谐振的发生，而放大谐波之虑，又因阻抗匹配的结果，此电容器组也能吸收较低次的谐波电流。

3.3谐波滤波电容器组补偿系统

　　系统中如果有大量的谐波电流，而使电源电压波形成严重被畸变，造成供电品质的恶化。而在此系统中消除谐波最好的办法是装置谐波滤波器，可以改善电压及电流的谐波畸变率且能同时提供系统所需的无功功率而改善功率因数。谐波滤波器是由电容器串联谐波电抗器组合而成。即是在基本（50m）时，产生电容性无功功率以符合功率因数改善的要求，而电抗器的电感量，则被选定于滤波器的谐波频率时造成串连卸谐振，使此电容器组在谐波频率时形成非常低的阻抗，而吸收大部分的谐波电流，改善系统的谐波电压畸变率。