AccuSine有源电力滤波器应用案例介绍

施耐德电气
AccuSine有源电力滤波器
应用案例介绍目 录
前言.....................................................................................................................2
AccuSine 在通信行业的应用 ......................................................................4
AccuSine 在半导体行业的应用 .................................................................6
AccuSine 在石化行业的应用 ......................................................................8
AccuSine 在化纤行业的应用 ...................................................................10
AccuSine 在钢铁/中频加热行业的应用 ...............................................12
AccuSine 在汽车制造行业的应用 ..........................................................14
AccuSine 在海上石油平台项目的应用 .................................................16
AccuSine 在直流电机谐波治理项目的应用 ........................................18
AccuSine 在实验室/自动化生产线的应用 ...........................................20
AccuSine 在医院项目的应用 ...................................................................22
AccuSine 在剧场/体育馆项目的应用 ....................................................24
1前 言 目的
本资料将有助于您:
——了解到严重的谐波问题已经成为不同行业用户高效使用电能的障碍；
——意识到严重的谐波问题无处不在,或许已经存在于各自企业的配电系统当中；
——了解到施耐德电气AccuSine有源电力滤波器已在各行业成功应用，解决复杂的电能质量问题。
电网的谐波污染
当正弦波电压施加在非线性负载上，电流就变成了非正弦波，非正弦波电流在电网阻抗上产生压降，会
使电压波形也变为非正弦波。对非正弦波作傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量称为基波，频
率大于工频的分量称为谐波。
如今广泛使用的负载大部分为非线性负载，如整流器、变频器、UPS、电梯、空调、节能灯、复印机、
家用电器等。这些非线性负载会产生大量谐波电流并注入电网中，使电压波形产生畸变。这种电压谐波
污染会对电网和所有后端用户产生严重的危害。另外，冲击性、波动性负载，比如:电弧炉、焊接设备
等,在运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且造成电压波动、闪变和三相不平衡等电能质量问题，危
害电网的安全运行。
谐波限值相关标准
● 公用电网谐波标准
根据《电能质量 公用电网谐波》（GB/T 14549-1993），公用电网(380V系统)谐波电压（相电压）限
值见下表：
各次谐波电压含有率：%
电网标称电压 kV 电压总谐波畸变率 %
奇数 偶数
0.38 5.0 4.0 2.0
注入公共连接点的谐波电流允许值见下表：
标称电压 基准短路 谐波次数及谐波电流允许值(A)
(kV) 容量(MVA) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
0.38 10 78 62 39 62 26 44 19 21 16 28 13 24
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
0.38 10 11 12 9.7 18 8.6 16 7.8 8.9 7.1 14 6.5 12
当电网公共连接点的最小短路容量不同于上表的基准短路容量时，按下式修正表中的谐波电流允许值
S
k1
I I
h hp
S
k2
式中 Sk1 —— 公共连接点的最小短路容量，MVA；
Sk2 —— 基准短路容量，MVA；
Ihp —— 上表中的第h次谐波电流允许值，A；
Ih —— 短路容量为Sk1时的第h次谐波电流允许值，A；
2AccuSine 有源电力滤波器工作原理
AccuSine有源滤波器具备内部的指令电流运算及检测电路，通过外部电流
互感器实时采集电流信号，从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电
非线性 流，通过IGBT逆变出与系统的谐波电流大小相等、相位相反的补偿电流，实
电源
负载
现滤除谐波的功能。并且也通过内部IGBT逆变出容性或感性的基波电流，实
现动态无功补偿。
AccuSine工作原理图
AccuSine 有源电力滤波器产品型号
AccuSine/3L系列 AccuSine/3L-50A AccuSine/3L-100A AccuSine/3L-300A
额定补偿电流（A） 50 100 300
额定电压（V） 208~480 208~480 208~480
尺寸（mm, 高×宽×深） 1316×526×470 1745×526×470 1972×809×543
AccuSine/4L-20A AccuSine/4L-45A AccuSine/4L-90A
AccuSine/4L系列
AccuSine/4L-30A AccuSine/4L-60A AccuSine/4L-120A
额定补偿电流（A） 20（30） 45（60） 90（120）
额定电压（V） 400 400 400
尺寸（mm, 高×宽×深） 680×540×280 780×590×325 2×（780×590×325）
AccuSine 有源电力滤波器特点
AccuSine有源滤波器具有响应速度快、滤波能力强、安
装灵活、方便扩展的特点。应用瞬时无功理论提取谐波分
量的AccuSine有源滤波器可以在100μS内响应负荷的变
化，并且可以解决间谐波问题，可以同时消除2～60次谐
波。AccuSine有源滤波器产品线齐全，包含了AccuSine/
3L和AccuSine/４L两大系列，容量从最小的20A到最大的
300A不等，可以满足不同用户的需求。AccuSine有源滤
波器的安装尺寸小，容量较小的滤波器甚至可以采用壁挂
的方式安装，节省了安装空间。由于AccuSine有源滤波器
有着很强的扩展能力，不同容量的滤波器可以相互扩展， 安装在墙壁上的AccuSine有 立式安装的AccuSine有源滤波器
最高可达3000A，使得广大用户可以制定更加灵活的谐波 源滤波器
治理方案和投资方式，亦可方便项目前期的设计工作。
AccuSine 有源电力滤波器的补偿方式
根据AccuSine有源滤波器补偿对象的不同，AccuSine有源滤波器的补偿方式有局部补偿、部分补偿、总补偿三种方式。
400VAC 400VAC 400VAC CT
CT
CT
谐波源1 谐波源2 谐波源3...
电机 变频器＋电机 AccuSine AccuSine
UPS UPS AccuSine
对单个设备进行滤波（局部补偿方式） 对一个支路进行滤波（部分补偿方式） 对所有低压负载进行滤波（总补偿方式）
3AccuSine 在通信行业的应用
通信行业配电系统谐波的特点
为了满足大规模数据中心机房的运行需要，通信配电系统中的UPS使用容量在大幅上升。据调查，通信低压配电系统主要的
谐波源设备为UPS、开关电源、变频空调等。不同厂家的设备产生谐波电流含量有较大的差异，但普遍都偏高，THDi(电流

AccuSine有源电力滤波器是一种先进的电力电子设备，专门用于改善交流电力系统中的电流质量，通过补偿谐波、无功功率以及电压不平衡等问题，以满足电力系统标准和提高设备运行效率及可靠性。其广泛应用在各行各业中，如： 1. 高频感应炉冶金行业：有源电力滤波器能有效抑制感应炉产生的高次谐波电流，保障电炉正常工作并减少对电网的干扰。 2. 电动机驱动系统：在变频器或伺服电机驱动的工业自动化生产线中，AccuSine滤波器可以平滑PWM波形，降低电动机的电磁噪声，并提高电机运行效率与寿命。 3. 数据中心与通信设备：大功率不间断电源（UPS）和服务器机房中，有源电力滤波器能够过滤因大量IT设备产生的谐波电流，保证数据中心供电系统的稳定性与纯净度。 4. LED照明系统：大规模LED照明项目中，AccuSine有源电力滤波器可降低LED灯组高频开关电源所产生的谐波电流，减少对公共电网的影响，并延长灯具使用寿命。 5. 变压站与输配电网络：在高压输配电系统中，有源电力滤波器有助于平衡线路两端的电压偏差，确保电力传输质量，降低线路损耗及设备损坏风险。 总之，AccuSine有源电力滤波器因其高效、灵活的应用特性，在多个领域都发挥着关键作用，是现代电力系统不可或缺的重要组成部分。通过具体的案例分析，可以看到其显著的效果提升和问题解决能力。