伴隨著我國經濟社會的發展與城市化進程的加劇，城市生活廢水處理技術也在不斷的發展與完善。但是水處理過程中使用的大量的泵以及風機設備，由于配置變頻器的原因，導致該行業配電系統中諧波污染問題比較嚴重，諧波畸變引起的設備異常問題逐漸增多。治理諧波，減少諧波造成的效益損失，也慢慢成為水處理行業需要考慮的問題。

01項目現狀

邢臺市高新區七里河污水處理廠于 2018 年建設，采用較為先進的污水處理工藝，其設計規模為5萬立方米/日，目前水廠的能耗問題十分突出。現場以泵、風機為主要負載，為了使電機節能，在運行過程中通過使用變頻調速技術以改變交流電動機的電源頻率來改變交流電動機的速度，但大量使用變頻器同時也產生了諧波問題。引起變壓器、電動機振動、發熱等問題，導致使用壽命大大縮短。無功補償電容器不能正常投切，功率因數低，面臨電力部門罰款。

02現場負載分析

在水處理行業中，現場諧波主要是射流增壓泵、鼓風機、直流電源/UPS等設備產生，其中射流增壓泵的使用量較大，而增壓泵的大量使用決定了變頻器的使用數量。變頻器工作時，之所以產生諧波電流，是因為變頻器輸入端的整流電路阻抗不是一個定值，其阻抗著外加電壓的變化發生變化，這就導致整流器從電網吸取的電流不是正弦電流。

無論單相整流器還是三相整流器，他們的電流波形都發生了畸變，不再是正弦電流，因此包含了諧波成分。不同脈數的整流器產生的諧波成分不同，三相六脈整流器產生的諧波電流以 5 次、7 次、11 次、13 次為主。

03愛博精電解決方案

針對以上污水處理廠的配電系統特點，我們提出從諧波濾除方面進行專項治理。

采用有源電力濾波器 AcuAPF850 濾除系統電流各次諧波

污水處理廠負荷的諧波電流成分復雜、動態性強，射流增壓泵、循環水泵等水處理設備執行任務不同時的功耗差異巨大，電力電子負 荷電流的頻譜成分非常寬。采用由電容、電抗構成的傳統無源濾波裝置將無法有效濾除諧波，且因固定的元件參數難以適合負載變化的工況。

AcuPF 850系列有源電力濾波器

基于此，我們給出了采用電有源電力濾波器—AcuPF 850進行動態諧波補償的技術方案，AcuPF 850 設備基于高速半導體開關技術，通過實時檢測負載側電流，并通過 DSP 快速信號處理與計算，控制電壓和電流環路，實現精確和快速補償諧波電流。AcuPF 850應用于各種諧波污染環境，尤其適于快速變化負載，如數據中心。本項目設計使用愛博精電公司的 AcuPF 850 系列有源電力濾波器，并聯安裝配電饋出母線上，集中治理電流諧波，改善電能質量，降低變壓器損耗、提高帶載能力。

AcuPF 850 系列產品主要優勢有：濾除諧波次數廣，2~50 次諧波； 諧波濾除率高，額定條件可高達 97%；響應速度快。響應時間小于 10ms；模塊化設計，安裝便利，易于擴展等。

04項目使用產品

愛博精電AcuPF 850 系列電力有源濾波器集成了最新的電力電子技術和動態智能濾波算法，實時檢測網絡中的諧波，快速注入各次補償電流以濾除各階次諧波。在補償諧波電流的同時還可改善系統功率因數、三相不平衡度并有效消除閃變，顯著提升電能質量。 產品采用了高速 DSP 系統和高頻 IGBT 變流器，可確保最高補償至 50 次諧波，在同類產品中性能卓越。

產品特點

不受系統阻抗變化的影響，有效避免系統諧振

補償響應速度快，響應速度＜ 10ms

補償效率高，能夠補償高達 50 次諧波

一機多能，除能治理諧波外還能補償無功和三相不平衡

具有限流功能，自動限制輸出電流避免設備過載

全面的設備自檢和保護功能

無功補償功能，能夠連續補償超前和滯后的無功功率

可分相補償各相電流，使三相電流保持平衡

通訊功能：可具備 485/ 以太網口 /USB 接口

指定次諧波補償功能（各種諧波幅值相位可調）

參數自整定功能，包括諧波幅值相位調整和互感器糾錯功能

05項目實施結果

本項目安裝便捷，調試簡單。投運后，系統設置為自啟動模式，設備自動監測負載回路電能質量參數，動態補償電流諧波。 補償設備投入前，電流諧波畸變率THDI 33.8%，補償開啟后，電流諧波畸變率THDI降低到5%以下，完全達成預期效果。業主對設備運行效果非常滿意。已下是APF850有源電力濾波器投入前后的波形對比：

審核編輯：湯梓紅