原创 低压滤波装置结构、性能和特点

一、 前言

谐波电流进入电网后将对其它电气设备产生干扰影响，对供电系统及大量电气设备构成“电力污染”甚至产生高次谐波并联谐振过电压，导致供电系统安全受到破坏，较为常见的是电缆附加发热，损耗增大或过电压发生爆炸和电力电容器“鼓肚”爆炸现象。

我公司对这类系统设计的低压滤波兼无功补偿装置，采用一种经济型单调谐式滤波兼无功补偿方式，针对5次、7次特性谐波进行滤波，采用专业设计的滤波电抗器和滤波电容器组成单调谐式滤波支路，在有效滤除谐波的同时补偿无功功率，提高功率因数，受电功率因数提高到0.95以上.达到节能效果明显，清除电网谐波污染。

我公司专门针对系统谐波量大，功率因数偏低，传统补偿方式无法进行的电力用户企业，开发生产的低压抗谐波无功补偿装置可以在抗谐波的状态下进行实时无功补偿。

  我们特别擅长解决十份复杂的无功补偿问题，保证在任何复杂补偿条件下，进行针对性无功补偿，保持功率因数在0.9以上。

 本装置广泛适用于低压补偿回路中，具有价格低、安装方便的特点。

二、 补偿装置结构和性能特点

2.1 滤波装置的结构  

滤波器组中的电容器、电抗器再加上电阻器适当组合成各种单调和高通谐波滤波器支路，对各次谐波分量进行吸收过滤。

2.2  无功补偿与电力滤波兼顾    

和一般低压电容补偿设备相比,补偿滤波装置除具有无功补偿作用外，还具有滤波能力，使用户注入系统的谐波电流大大降低。 

  该说明的是，经过历年来对大量谐波源用户的监测表明，电容无功补偿设备的投入会对高次谐波构成放大回路，放大倍数为1～3倍，构成完全谐振回路时，放大倍数将达5～10倍以上，这无疑会增加设备的发热和功率损耗，影响正常生产，甚至直接危及设备运行。而我公司的滤波补偿装置可以解决以上问题。

2.3 装置结构简单，参数调整灵活准确  

低压补偿滤波装置根据LC串联谐振原理构成，但在我们的改进设计中，由于使用了具有宽频域响应的电抗器和特种组合式电容器，使滤波支路参数的调整能力大为提高，调谐精度可达到谐振频率的0．5fN／50Hz之内。（fN表示调谐点的频率）

  另一方面，采用偏谐振原理使每套装置满足以下要求：由于制造、安装调试和运行条件等原因，使支路实际谐振点偏离设计值10Hz时，装置仍能正常运行。

  以上两点既保证了装置结构简单，又使参数的调整灵活准确。

三、 设计的技术条件

   采用滤波装置（措施）后相应配电系统（0．4kV）侧在满足上述技术条件基础上，滤波装置（措施）还应适当满足无功补偿的要求，即补偿后功率因数＞0．9。 

四、  装置运行安全可靠，维护方便  

构成补偿滤波装置的主要元件是电抗器，电容器和开关设备，由于设计时顾及到谐波电压迭加的影响，各元件的容量也考虑了滤波补偿的需要，所以各元件承受过电压的能力和热容量都大为提高，加上参数配置采用了偏谐振原理，进一步提高了装置限制冲击过电流，过电压的能力，使其运行更安全、可靠。

  由于结构合理，元件质量可靠，我公司产品自1992年底正式投入至今，装置未出现过任何故障和事故，日常维护工作只是极为简便的定期检查即可。

五、 滤波补偿装置经济效能

5.1 设备投资  

相比而言，在基波补偿容量相同时，补偿滤波装置比一般无功补偿设备投资大2倍左右，引起投资加大的因素为：增加的滤波电抗器，滤波电容器，增加的支路开关等。 

5.2 运行及维护费  

对谐波源用户而言，一般的电容补偿由于其对谐波电流的放大作用，反而会大大增加谐波功率损耗，使电容和其他设备过载发热，寿命下降。

5.3 滤波补偿装置效益   

    a、功率因数提高

  装置投入后功率因数提高至0．9以上，力率调整费变罚为奖，即过去因无功不足每月需交力率调整费，装设补偿滤波装置后功率因数提高，每月奖励力率调整费。

    b、增容降损

  由于装设滤波补偿后，能进行有效的就地无功补偿，同时损耗大大降低。 

    c、提高产品合格率

  滤波补偿装置投入后，谐波减少，电压稳定，电能质量明显改善，因而提高了产品质量， 

    d、延长设备寿命

  滤波补偿装置投入后，负荷电流和谐波电压、谐波电流的减少，使设备的发热损耗降低，振动减少，整流元件损坏率降低、设备绝缘老化减缓，故障率下降，因而提高了安全运行水平。

    （2）系统效益

a、节能降耗：用户无功减少，谐波电流降低，不仅用户节能，而且电网也降耗。

    b、提高电网安全经济运行水平逐步消除谐波污染，减少谐波对通讯、自动装置、电能计量和继电器保护的干扰。

三. 技术特征：   

可控硅组件:主要由大功率反并连晶闸管、隔离电路、触发电路、保护电路及散热装置组成，用于容性或感性负载的通断控制，无涌流，无过压，工作时无噪音，允许频繁投切。采用美国等电位过零技术，实现动态高速补偿；采用进口可控硅投切，反向耐压3000V；温控技术可靠保证可控硅在规定温度范围内工作；使用寿命长达10万小时以上，免维修；投切时间t<７ms。

滤波电抗器:铁芯采用优质低损耗进口冷轧取向硅钢片，线圈采用H级或C级漆包扁铜线绕制，排列紧密且均匀,可用于400V、660V系统。额定绝缘水平3kV/min。 电抗器各部位的温升限值：铁芯不超过85K，电圈温升不超过95K。电抗器噪声不大于45dB。三相电抗器的任意两相电抗值之差不大于3%。耐温等级H级（180℃）以上。

滤波电容器:严格按国家标准及IEC标准组织生产，采用优质金属化聚丙烯薄膜新材料作为介质，新型喷金工艺和独特的金属化膜边缘加厚技术，使电容器抗通流能力大大加强，性质稳定，工作寿命大大延长，电容器自身的能耗降低，实际值降低0.08%，发热小，升温底。

零电流投切——采用大功率晶闸管电流过零点投切技术，实现无涌流、无冲击、无电弧重燃，，电容切除后无需放电可再次投入，可频繁投切；  

 快速动态响应—快速跟踪系统负荷无功变化，实时动态响应投切，系统响应时间≤ 20ms；   

补偿效果明显—在规定的动态响应时间内，多级补偿一次到位，补偿后功率因数≥ 0.95；   

智能化控制——采用微机控制，智能化投切方式，实现无人值守，并具有微机通讯接口，实现远方遥测、遥信、遥控（需选配）；   

保护功能全——具备过流、过压、欠压、温度超限等多种数字化功能。同时，装置能在外部故障或停电时自动退出，送电后自动恢复；   

补偿方式———可分补及三相对称负荷补偿。