要判斷自身應用場景下所需無功補償、諧波治理產品的具體規格,需從負載特性分析、電能質量數據測量、治理目標設定三個維度展開,并結合行業標準與產品技術參數進行綜合決策。以下是具體步驟與方法:
一、核心數據測量與分析
1. 電能質量參數實測
諧波含量
:通過電能質量分析儀(如安科瑞 APView 系列)測量各次諧波電流畸變率(THDi),重點關注 3 次、5 次、7 次等主要諧波分量。
無功功率
:計算當前功率因數(cosφ1),并明確目標功率因數(cosφ2,通常要求≥0.95)。
電壓波動與三相不平衡度
:監測電壓偏差、閃變及三相電流不平衡度,判斷是否需要分相補償或動態調節。
數據記錄:
記錄 24 小時內的負載變化曲線,識別動態負載(如變頻器、電焊機)與穩態負載(如照明、空調)的占比。
統計零線電流(In)與相線電流(Ip)的比值,若 In/Ip>0.5,需重點治理 3N 次諧波。
2. 負載特性分類
諧波源類型:
3 次諧波主導
:常見于節能燈、LED 照明、單相整流設備,需配置 14% 電抗率的電抗器或中線安防保護器(如 ANSNP)。
5 次及以上諧波主導
:多見于變頻器、開關電源,需配置 7% 電抗率的電抗器或有源電力濾波器(ANAPF)。
無功需求特性:
靜態無功
:負載穩定的場景(如空調、風機)可采用智能電力電容(AZC 系列)。
動態無功
:負載波動頻繁的場景(如電梯、起重機)需選擇靜止無功發生器(ANSVG),其響應時間≤5ms,可雙向調節感性 / 容性無功。
二、無功補償產品規格計算
1. 補償容量計算
公式法
經驗法
新項目可按變壓器容量的 30%-40% 估算,如 630kVA 變壓器可選 189-252kvar 補償容量。
重工業場景(如冶金、化工)補償系數取 0.55,商業場景取 0.4,寫字樓取 0.3。
2. 產品類型選擇
基礎補償
ANSVC 低壓無功補償裝置
:適用于負載穩定、諧波含量低的場景,支持自動投切電容器組。
AZC 智能電力電容
:體積小、功耗低,適合空間有限的民用建筑。
動態補償
ANSVG 靜止無功發生器
:動態響應快,可同時補償無功與 5-13 次諧波,適用于變頻器、電焊機等非線性負載。
ANSVG-S-G 智慧型動態補償裝置
:智能分配有源與無源模塊輸出,適用于對補償精度要求高的精密制造場景。
3. 電抗器電抗率匹配
諧波類型
3 次諧波
:選擇 14% 電抗率,抑制 3 次諧波放大。
5 次及以上諧波
:選擇 7% 電抗率,防止 5 次諧波諧振。
混合諧波環境
若 3 次與 5 次諧波均超標,可采用 7% 與 14% 電抗器混裝,或配置 ANHPD 諧波保護器。
三、諧波治理產品規格確定
1. 諧波治理目標
國標限值
公共電網諧波電壓畸變率(THDu):0.38kV 系統≤5%,10kV 系統≤4%。
諧波電流注入量:根據 GB/T 14549,需結合變壓器容量與負載類型查表確定。
2. 產品類型與容量選擇
有源濾波方案
示例
:某生產線 5 次諧波電流 200A,需配置 200×1.3=260A 的 ANAPF
。
優勢:濾除 2-51 次諧波,響應時間≤10ms,適合諧波含量高的工業場景。
無源濾波方案:
AZCL 智能集成式諧波抑制電容
:串接 7% 或 14% 電抗器,在補償無功的同時抑制特定諧波,成本較低。
ANSNP 中線安防保護器
:針對性濾除 3N 次諧波,適用于商場、醫院等零線電流過大的場所,可將 N 線電流從 480A 降至 37A。
混合濾波方案:
ANSVG-S-A 混合動態消諧補償裝置
:結合 APF 與 SVG 技術,在降低成本的同時實現諧波治理與無功補償,適用于對經濟性敏感的中小型企業。
3. 安裝方式與布局
集中治理
:在配電房部署大容量 APF 或混合補償裝置,預留諧波監測接口,適用于諧波源集中的工廠。
分散治理
:在末端配電箱安裝 ANHPD 諧波保護器或中線安防保護器,針對性解決局部諧波問題。
數據中心采用 ANAPF 壁掛式濾波器,節省機柜空間并提高防護等級(IP40 以上)。
四、綜合方案設計與驗證
1. 系統兼容性評估
電壓匹配:
確保設備額定電壓與系統電壓一致(如 0.4kV、10kV),避免因電壓偏差導致容量損失(如電容器額定電壓選擇不當可能損失 1/3 容量)。
諧波放大風險:
采用仿真軟件(如 ETAP)模擬投切電容器組時的諧波放大情況,必要時調整電抗器電抗率或增加 ANAPF。
3. 典型應用場景參考
問題:變頻器群導致 THDi=18%,功率因數 0.65。
方案:ANSVG(100kvar)+ANAPF(150A),補償后 THDi≤5%,功率因數≥0.95。
五、選型驗證與實施建議
數據復核:
委托第三方檢測機構(如電力科學研究院)進行電能質量測試,確保數據準確性。
模擬測試:
對關鍵設備(如 ANSVG、ANAPF)進行帶載試運行,驗證補償效果與穩定性。
冗余設計:
重要場所(如數據中心)采用雙機并聯或冗余電源,避免單點故障。