爱博精电AcuPF850系列有源电力滤波器在污水处理厂项目的应用

伴随着我国经济社会的发展与城市化进程的加剧，城市生活废水处理技术也在不断的发展与完善。但是水处理过程中使用的大量的泵以及风机设备，由于配置变频器的原因，导致该行业配电系统中谐波污染问题比较严重，谐波畸变引起的设备异常问题逐渐增多。治理谐波，减少谐波造成的效益损失，也慢慢成为水处理行业需要考虑的问题。

01项目现状

邢台市高新区七里河污水处理厂于 2018 年建设，采用较为先进的污水处理工艺，其设计规模为5万立方米/日，目前水厂的能耗问题十分突出。现场以泵、风机为主要负载，为了使电机节能，在运行过程中通过使用变频调速技术以改变交流电动机的电源频率来改变交流电动机的速度，但大量使用变频器同时也产生了谐波问题。引起变压器、电动机振动、发热等问题，导致使用寿命大大缩短。无功补偿电容器不能正常投切，功率因数低，面临电力部门罚款。

02现场负载分析

在水处理行业中，现场谐波主要是射流增压泵、鼓风机、直流电源/UPS等设备产生，其中射流增压泵的使用量较大，而增压泵的大量使用决定了变频器的使用数量。变频器工作时，之所以产生谐波电流，是因为变频器输入端的整流电路阻抗不是一个定值，其阻抗着外加电压的变化发生变化，这就导致整流器从电网吸取的电流不是正弦电流。

无论单相整流器还是三相整流器，他们的电流波形都发生了畸变，不再是正弦电流，因此包含了谐波成分。不同脉数的整流器产生的谐波成分不同，三相六脉整流器产生的谐波电流以 5 次、7 次、11 次、13 次为主。

03爱博精电解决方案

针对以上污水处理厂的配电系统特点，我们提出从谐波滤除方面进行专项治理。

采用有源电力滤波器 AcuAPF850 滤除系统电流各次谐波

污水处理厂负荷的谐波电流成分复杂、动态性强，射流增压泵、循环水泵等水处理设备执行任务不同时的功耗差异巨大，电力电子负 荷电流的频谱成分非常宽。采用由电容、电抗构成的传统无源滤波装置将无法有效滤除谐波，且因固定的元件参数难以适合负载变化的工况。

AcuPF 850系列有源电力滤波器

基于此，我们给出了采用电有源电力滤波器—AcuPF 850进行动态谐波补偿的技术方案，AcuPF 850 设备基于高速半导体开关技术，通过实时检测负载侧电流，并通过 DSP 快速信号处理与计算，控制电压和电流环路，实现精确和快速补偿谐波电流。AcuPF 850应用于各种谐波污染环境，尤其适于快速变化负载，如数据中心。本项目设计使用爱博精电公司的 AcuPF 850 系列有源电力滤波器，并联安装配电馈出母线上，集中治理电流谐波，改善电能质量，降低变压器损耗、提高带载能力。

AcuPF 850 系列产品主要优势有：滤除谐波次数广，2~50 次谐波； 谐波滤除率高，额定条件可高达 97%；响应速度快。响应时间小于 10ms；模块化设计，安装便利，易于扩展等。

04项目使用产品

爱博精电AcuPF 850 系列电力有源滤波器集成了最新的电力电子技术和动态智能滤波算法，实时检测网络中的谐波，快速注入各次补偿电流以滤除各阶次谐波。在补偿谐波电流的同时还可改善系统功率因数、三相不平衡度并有效消除闪变，显著提升电能质量。 产品采用了高速 DSP 系统和高频 IGBT 变流器，可确保最高补偿至 50 次谐波，在同类产品中性能卓越。

产品特点

不受系统阻抗变化的影响，有效避免系统谐振

补偿响应速度快，响应速度＜ 10ms

补偿效率高，能够补偿高达 50 次谐波

一机多能，除能治理谐波外还能补偿无功和三相不平衡

具有限流功能，自动限制输出电流避免设备过载

全面的设备自检和保护功能

无功补偿功能，能够连续补偿超前和滞后的无功功率

可分相补偿各相电流，使三相电流保持平衡

通讯功能：可具备 485/ 以太网口 /USB 接口

指定次谐波补偿功能（各种谐波幅值相位可调）

参数自整定功能，包括谐波幅值相位调整和互感器纠错功能

05项目实施结果

本项目安装便捷，调试简单。投运后，系统设置为自启动模式，设备自动监测负载回路电能质量参数，动态补偿电流谐波。 补偿设备投入前，电流谐波畸变率THDI 33.8%，补偿开启后，电流谐波畸变率THDI降低到5%以下，完全达成预期效果。业主对设备运行效果非常满意。已下是APF850有源电力滤波器投入前后的波形对比：

审核编辑：汤梓红