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• 摘要：隨著通信行業的迅猛發展，大量使用UPS、開關電源及變頻設備等非線性負載，在使用過程中會產生大量的諧波電流，給配電系統帶來嚴重的污染，不僅會影響配電系統安全運行，還會引起其他設備的不穩定，為此，安科瑞有源電力濾波器為通信行業電能治理，為電力系統保駕護航。

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• 1、通信行業諧波源分析

• （1）UPS不間斷電源

• 目前移動通信機房大量使用的UPS多為三相全控橋6脈沖可控硅整流方式，單套容量大，其諧波電流畸變率大都在25%~35%之間，主要諧波為5、7、11、13次諧波。

• （2）開關電源

• 開關電源是移動通信機房應用最多的設備，其特點是單元容量比較小，輸入端采用整流電路，致使電流波形產生畸變，其諧波電流畸變率大都在30%~60%之間，不同品牌的開關電源諧波含量差別比較大。

• （3）計算機設備

• 電路中的開關器件及感性負載工作于高頻開關狀態而產生脈沖，計算機設備產生諧波以3次、5次和7次為主。

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• 2、通信行業的電能質量問題及危害

• 移動通信設備對電能質量要求，移動通信機房作為移動公司的核心區域，必須保證配電系統和用電設備安全可靠運行，一旦發生電氣事故造成停電或設備故障造成停機，造成的經濟損失和社會負面影響很難估量。

• 非線性設備在使用過程中會產生大量的諧波，導致電壓、電流波形發生畸變，嚴重影響機房供電安全,諸如電纜發熱、備用柴油發電機組無法正常投切、IT設備壽命降低、控制設備工作異常、保護開關誤動作、無功補償裝置不能正常投切等。

3. 通信行業諧波治理解決方案

• 針對于以上通信行業諧波污染情況，經專業測試及分析，建議加裝有源電力濾波器，經過實際應用效果證實其性能，避免由諧波給數據機房帶來的嚴重影響，保證供電系統穩定性、安全性。

• 3.1 ANAPF有源電力濾波器在數據機房的應用

• 3.1.1 項目背景

• 常熟智慧城市是一個市民卡信息中心，其中包括大型數據機房，對電能質量要求非常高；為了提高供電可靠度，采用大量的UPS作為設備電源，機房內還包含空調設備、照明設備等。此類電力電子設備皆屬于非線性負載，在使用過程中會產生大量諧波并注入系統中，主要以5次、7次為主；如果不進行諧波治理，對電網造成嚴重的污染，也影響機房中其他敏感設備，比如導致通信數據錯誤，甚至癱瘓、中斷，降低了配電系統的安全性、可靠性。

• 3.1.2治理方案

• 根據以往測量經驗進行諧波分析與估算，諧波主要由UPS和一些非線性直流電源產生，供電系統由2臺800kVA變壓器及其一臺800kW發電機組成，采用集中治理方案，在每臺變壓器下加裝300A有源電力濾波器，型號為 ANAPF300-380/BGL，來自動跟蹤補償負載產生的諧波電流，保證整個系統安全可靠運行。

• 3.1.3治理效果

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• 圖3-1治理前電流波形和各次諧波柱狀圖

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• 圖3-2治理后電流波形和各次諧波柱狀圖

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• 由上圖可以看出，治理前，N線電流較大，3次、5次、7次等諧波頻次含量較大；治理后，N線電流明顯降低、各次諧波電流得到有效抑制，提高了供電系統的穩定性，消除了諧波對通信系統影響的危害，收到了良好的運行效果。

• 3.1.4安裝現場

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• 3.2安科瑞有源電力濾波器介紹

• 3.2.1 基本原理

• ANAPF系列有源電力濾波器并聯在含諧波負載的低壓配電系統中，能夠對動態變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償。其原理為：ANAPF系列有源電力濾波器通過CT采集系統諧波電流，經控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產生諧波電流指令，通過功率執行器件產生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統中，從而抵消非線性負載所產生的諧波電流。

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• 圖3-3 ANAPF有源電力濾波器原理圖

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• 3.2.2主要技術參數

• APF

• 立柜式

• 抽屜式

• 壁掛式

• 額定輸出電流

• 30~600A

• 30~50A

• 75A~100A

• 30A~50A

• 100A

• 尺寸

• 800*1000*2200（mm）

• 485*610*275mm

• 485*215*615mm

• 485*275*610mm

• 485*615*215mm

• 進出線方式

• 上進上出或

• 下進下出

• 后進后出

• 上進上出

• 接線方式

• 三相三線或三相四線

• 接入電壓

• 380V ±15%

• 接入頻率

• 50Hz ±2%

• 響應時間

• 開關頻率

• 10kHz~20kHz

• 功能設置

• 只補償諧波、只補償無功、既補償諧波又補償無功

• 諧波補償次數

• 2-51次（全部補償或次數補償）

• 損耗

• ≤2%，效率≥98%

• 總諧波補償率

• ≥90%

• 保護類型

• 直流過壓保護、IGBT過流保護、裝置過溫保護（需重新修正）

• 冷卻方式

• 強制風冷

• 噪音

• ≤65dB

• 工作環境溫度

• -10℃～+45℃（環境溫度超過工作溫度范圍降容使用）

• 工作環境濕度

• ＜85%RH 不凝結

• 安裝場合

• 室內安裝

• 海拔高度

• ≤1000m（更高海拔需降容使用）

• 防護等級

• IP20

• 智能通信接口

• 外加模塊

• 遠程監控

• 可選

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• 3.2.3 產品特點

• ● DSP+FPGA全數字控制方式，具有極快的響應時間，先進的主電路拓撲和控制算法，精度更高、運行更穩定；

• ● 一機多能，既可補諧波，又可兼補無功，可對2～51次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償；

• ● 具有完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；

• ● 模塊化設計，體積小，安裝便利，方便擴容，可滿足不同工況的需求；

• ● 受電網阻抗的影響不大，沒有與電網阻抗發生諧振隱患；

• ● 輸出端加裝濾波裝置，降低高頻紋波對電力系統的影響；

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• 4、結論

• 本文分析了通信行業中諧波存在源、諧波特性以及危害，介紹了ANAPF低壓有源濾波器的特點以及技術參數，并通過某城市數據機房的應用案例，對比分析了有源濾波器投入前后的諧波治理，可以滿足通信行業需求，為其電力系統保駕護航，提升電能質量，改善用電環境，提高設備的使用壽命和性能。

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