有源电力滤波器在低压系统的应用

谂　有源电力滤波器在低压系统的应用　屈如意　詹海锋　金堆城钼业公司百花岭选矿厂　陕西华县　７１４１０２　ｌ摘奠】随着科学技术的发展，电力系统中非线性负载的比重日益增　术，从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并　加，理想电力系统的近视程度变差，其直接表现是电力系统中的电流和电压　实时注入电力系统，从而实现谐波治理和无功补偿。原理如下图：　波形产生周期性畸变　从频域的观点，这些电流和电压的波形，不仅包含与　ＡＮＡＰＦ系列有源电力滤波装置的主要技术特点：ＤＳＰ＋ＦＰＧＡ全　供电电源同频率的正弦量（成为基波分量），而且出现了一系列频率为基波频　数字控制方式，具有极快的响应时间，先进的主电路拓扑和控制算法，　率数倍的正弦波分量，这一系列正弦波分量统称为电力谐波。２０世纪代以　精度更高、运行更稳定ｔ一机多能，既可补谐波，又可兼补无功；模块化　来，人们开始致力于有源电力滤波器滤波器（ＡＰＦ）的研究，以弥补无源电力　设计，便于生产调试；便利的并联设计，方便扩容，具有完善的桥臂过　滤波器祥在的缺点。　流、保护功能，使用方便，易于操作和维护。　Ｉ关键词】有源电力滤波器；低压系统；应用　４．谐波治理效果　选矿厂低压室目前有４台ＳＧＢ１０—２０００／６变压器，有源电力滤波器　１．谐波产生的原因　的投入使用后，起到了＿一定的节能效果。　低压设备中变频器、励磁装置、ＵＰＳ电源等非线性电气设备在具　（１）消除车间电网谐波。缓解了电气设备普遍发热问题未投入有　备方便、高效和巨大利益的同时。也对电网注入了大量的谐波和无功功　源电力滤波器前，车间供电系统中存在５、７、ｌ１次谐波。低压电气设备和　率，使电能质量不断的恶化。随着以计算机为代表的大量敏感设备的普　变压器运行温度高，特别是变压器的运行温度过高。投入有源电力滤波　及应用，人们对公用电网的供电质量要求越来越高。由于变频器大量使　器后，供电系统中存在的谐波得以治理，变压器等低压电气设备运行温　用了晶扎管等非线性电力电子元件，且无论采用哪种整流方式，变频器　度过高的情况有所缓解。　从电网中吸取能量的方式均不是连续的正弦波，而是以脉动的断续方　（２）通过谐波治理。净化了供电环境，提升了电能质量　有源电力　式向电网索取电流，这种脉动电流和电网的沿路阻抗共同形成脉动电　滤波器投运后，通过对变压器进行集中治理，有效地滤除了公共母线谐　压降叠加在电网的电压上，使电压发生畸变，经傅里叶分析可知，这种　波电流，保证谐波电流不流入变压器。减ＩｂＴ谐波电流对电网的冲击，保　非同期正弦波电流是由于频率相同的基波和频率大于基波频率的谐波　证设备安全运行；减少谐波对ＰＬＣ等各种控制的影响，降低了因设备误　组成。　动作造成的损失，从而净化了车间的供电环境，提升了电能质量。　２　谐波的危鲁　（３）有源电力滤波器的投入使用。起到了一定的节能效果磨浮二　选矿厂在使用变频器的同时也产生了谐波电压和谐波电流，对配电　车间低压室目前有４台ＳＧＢ１０—２０００／６变压器，有源电力滤波器的投入使　系统造成极大的污染。不仅恶化了电网电能质量，并对各种用电设备也　用后，起到卜定的节能效果。用２＃变压器的运行情况作为参考，在车　造成了一定的危害：　间设备正常运行状况下的同一时段，有源电力滤波器在投入使用和未投　（１）使电力元件附加损耗加大．易引发火灾谐波使公用电网中的　入使用时，２＃变压器的运行负荷情况如下表所示：　元件产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。大量三次　２＃变压器运行负荷测量　谐波流过中线会使线路过热，甚至引起火灾。　设备名称　时间　滤波器朱投入　滤波器投入负　（２）影响电气设备的正常运行谐波会影响电气设备的正常工作，　负荷／ｋＷｈ　ｍ／ｋＷｈ　使电机产生机械振动和噪声等，使变压器局部严重过热，使电容器、电　２＃变压器　２０１３－５－９　１０：００－１４：００　４６６８　２０１３－５－１０　１０：００－１４：００　４４７６　缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏。　（３）引起电网谐振　这种谐振可能使谐波电流放大几倍甚至数十　结合表中数据，可以看到在有源电力滤波器投入使用后，２＃变压　倍，会对系统，特别是对电容器和与之串联的电抗器形成很大的威胁，　器在车间设备正常运行状况下的同一时段，其负荷有所降低，为车间节　经常使电容器和电抗器烧毁。　约电能４．１％。　（４）使继电保护误动作。电气测量误差过大　谐波会导致继电保　５，结语　护，特别是微机综合保护器与自动装置误动作，造成不必要的供电中断　本文分析了谐波对选矿厂供电系统的危害，介绍ＡＮＡＰＦ低压有源　和生产损失，谐波还会使电气测量仪表计量不准确，产生计量误差，给　滤波器的原理以及功能，通过选矿厂运用有源滤波器的应用案例，分析　流水作业的企业带来经济损失。　了有源滤波器投入运行前后谐波的治理情况。目前该选矿厂设备运行　（５）使工控系统崩溃　临近的谐波源或较高次谐波会对通信及信　良好，有源电力滤波器投入使用后，缓解了企业电气设备的发热问题，净　息处理设备产生干扰，轻则产生噪声，降低通信质量，计算机无法正常　化了供电环境，提升了电能质量，同时也起到一定的节能效果，为企业电　工作・重则导致信息丢失，使工控系统崩溃。　气设备良好的运行提供了保障。谐波电流显著减小，符合国家节能减排　３　并联有漂电力波滤器的工作原理　要求，运行结果表明有源电力滤波器是解决选矿厂配电系统谐波问题　选矿厂供电系统采用ＡＮＡＰＦ系列有源电力滤波装置，以并联方　的较好方法之一。　式接入电网，通过实时检测负载的谐波和无功分量，采用ＰＷＭ变流技　参考文献　【１］孙标广．并联型有源电力滤波器的设计与研究［Ｄ】．河南理工大学，２０１０　嗽魁　［２］李俊勤．并联混合型有源滤波器的研究【Ｄ】．兰州理工大学，２０１１　【５】李跃飞．一种混合型有源电力滤波器的仿真研究【Ｄ】．西安科技大　学，２０１０　【４】韩立圣．基于神经网络控制的有源电力滤波器研究【Ｄ】．江南大学，２０ｌ１　【５】任安坤．基于ＤＳＰ的并联有源电力滤波器研究［Ｄ１．青岛科技大学，２０］０　【６】赵春明．三相四线制下并联有源电力滤波器的研究与设计【Ｄ】．哈尔滨　理工大学，２０１０　［７】彭先伟．基于ＤＳＰ的有源电力滤波器的研究【Ｄ］．武汉理工大学，２０ｌ０　圈一ＡＮＡＰＦ原理圈　（＞．＞下转第３８０页）　羧谨　浅谈ＣＥＭＳ系统故障原因分析及处理　许军进　仪征化纤股份有限公司热电生产中心【摘要ｌ近些年来，随着大气污染情况越来越严重，为了实时监测大　气污染源排放源的气态污染物和颗粒物的浓度和排放总量，人们研制了　２１１９００　为了解决ＣＥＭＳ系统中的管线由于长时间在外部恶劣环境影响下　出现的管线老化变形、接头松动及密封失效等情况，可以将长期暴露在　“烟气排放监测系统”ＩｔＦＣＥＭＳ。但是，该装置在实际运行过程中，经常出现　外的管线统一更换成抗腐蚀、抗老化能力更强的四氟管。同时，在系统　故障・睛况。为了提高ＣＥＭＳ的运行维护水平，降低其故障率。本文分析了造　平时的运行过程中，要定期对管线接头部位及密封圈工作状况进行检　成ＣＥＭＳ故障的主要原因，并根据这些原因提出了相应的解决处理措施。　Ｉ关键词】烟气排放监测系统（ＣＥＭＳ）；故障原因；处理措施　查。一旦发现松动或密封失效的情况，要及时进行紧固，必要时可以更　换新密封圈。　１．前言　近些年来，随着大气污染情况越来越严重，为了实时监测大气污染　的处理方式有两种。一种是企业通过购买分析仪内部的相关配件自行　源排放源的气态污染物和颗粒物的浓度和排放总量，人们开发了烟气　更换，另一种是将故障分析仪整机进行返厂维护保养。通过对比两者的　维护费用比及实际操作过程中的可行性，发现将整机进行返厂维护保养　排放监测系统（以下简称ＣＥＭＳ）。该系统主要是对烟气中ｓ　０：、Ｎ　０、　Ｃ　Ｏ、Ｏ，，烟尘、烟气流量及压力、温度、湿度等烟气参数进行监测。　ＣＥＭｓ系统目前主要用于火力发电厂等粉尘污染物排放较严重的地方。　３．３减少分析仪内元件和管路的腐蚀　分析仪内部元件及管路的腐蚀情况也是非常常见的，一般企业对其　更加合理和经济。通过返厂保养后，分析仪元件设备的性能和工作寿命　都有了大大提高，分析仪测量结果的准确性和稳定性也有了＿一定程度的　在其实际运行过程中，经常会面临高温、高压、高湿、高粉尘等恶劣环境　增强。　的影响。因此，这对ＣＥＭＳ装置的抗干扰、抗腐蚀、防尘防电等提出了　３．４改造温控系统　较高的要求。但是，由于实际工作环境的复杂性，经常造成ＣＥＭＳ装置　温控系统的控制精度对表计结果的精确性影响较大。传统机械式　出现许多故障或运行异常情况。为了提高ＣＥＭＳ系统运行的稳定性及检　温控器的温控范围较窄，且调节精度较低，很多时候无法满足表计的预　测结果的准确性，降低其故障概率，本文对ＣＥＭＳ系统运行中可能出现　定加热温度。后期改造时，可以将机械式温控器换成ＤＣＳ系统，由其对　的故障情况进行—了，分析，并就这些故障情况提出了相应的解决和处理措　取样管中的气体进行精确加热。ＤＣＳ系统可以实现对温度的精确控制，　施。　同时还可以将温度参数实时传输给显示器便于工作人员的监控。当加　２．ＣＥＭ６系统故障原因分析　热温度与预定温度有偏差时，它还可以进行报警提示，从而大大提高了　考虑到ＣＥＭＳ系统工作环境的复杂性，其在运行过程中可能出现以　温控系统工作的可靠性。　下比较常见的故障或工作异常形式：　３．５其他处理措施　①吹扫电磁阀漏气。电磁阀作为ＣＥＭｓ系统中一个重要的装置，如　对于泵出力不足的情况，可以对其采取换型保养的处理方式。同　果出现吹扫漏气的情况，那么就会对系统的检测结果造成影响。在对样　时，要确保系统管线的排水通畅及取样管的干燥。此外，对于长期直接　本气体量进行检测时，其结果将会偏低，从而对后续污染物浓度及含量　与气体污染物接触的分析仪过滤器，要根据空气污染情况，定期对其进　的检测分析不利。吹扫电磁阀漏气的原因一般是由于阀内复位弹簧屈服　行过滤效果检查。—旦发现过滤性能出现较大下降，不能满足系统要求　过度造成的。　时，要及时更换滤芯。　⑦管路老化。由于长时间在高温、高湿的环境下工作，ＣＥＭＳ系统　的管路可能会出现老化破损的情况。表现为管路接头处出现变色破损　参考文献　及松动等，这会造成气体分析仪表出现漏气情况，进而影响其气体流量　检测的准确性。　０分析仪抗腐蚀能力差。在对ＣＥＭＳ故障部件进行拆分检查时，经　［１］周至祥，段建中，薛建明编著．火电厂湿法烟气脱硫技术手册【Ｍ】．中国　电力出版社，２００６　［２】张昱，龚兰芳．基于ｃＥＭｓ系统的数据采集与处理模块的设计［Ｊ】．信息　常会发现其分析仪内的管线、开关、阀体及过滤器等元件出现比较严重　技术，２ｏｏ５（１　１）．　的腐蚀情况。这极大的影响了分析仪测量的准确性。　④泵出力不足。随着工作时间的延长及负荷的加重，ＣＥＭＳ系统　的压力泵可能会由于管线老化变形而出现出力不足的情况。这会造成　取样管内排水不畅，甚至电机的异常卡死。同时，由于表计依靠泵将凝　液罐中的水排出，因此一旦泵出力不足，也会对表计的正常工作造成影　响。　⑤设备更换周期长。在对系统故障设备进行更换时，由于前期的检　测及故障分析处理措施不到位，容易造成设备的更换程序复杂、更换周　期加长。这显然会影ｇ］￣ＣＥＭＳ系统重新投入使用的效率。　＠温控器选型不当。温控器的选型也是一项非常重要的工作。如果　所选温控器的控温精度较低，达不到系统的预期要求，那么将会严重影　响表计对气体污染物监测结果的准确性。　（＞＞上接第３５９页）　【８】张文会．并联型有源电力滤波器检测和控制技术的研究［Ｄ】．太原理工　大学，２０１１　３．应对策略　３．１吹扫电磁阀换型　在充分分析了解电磁阀的结构及工作原理的前提下，根据ｃＥＭｓ系　［９］刘丽丽．新型并联混合有源电力滤波器的电气参数优化设计【Ｄ】．兰州　交通大学，２０１０　统具体的工作环境及性能参数要求，将吹扫电磁阀换成先导式电磁阀。　【１０】刘卫民．并联混合型有源电力滤波器的研究【Ｄ】．郑州大学，２０１０　通过后续的实际使用发现，换型后的电磁阀在吹扫过程中的漏风情况　作者简介　明显得到改善。同时，吹扫的效率和效果都有一定提高。由于管线通风　屈如意，男，学历：本科，出生年月：１９７２．５．２７，籍贯：陕西白水，职称：　顺畅，探头过滤器积尘的现象也逐渐消失了ａ　工程师，研究方向：电气自动化，工作单位：金堆城钼业公司百花岭选矿　３．２消除系统内的漏点　３６０　；～…