| 工程设备与材料 | Engineering Equipment and Materials
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2020年第8期
张环宇
（中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013）
摘 要：随着电力电子技术的快速发展，虽然带来了更多的便利，但是电力系统内谐波危害性也日益严重化，为有效抑制谐波并提升电能质量，电力有源滤波器应运而生，其能实时追踪补偿无功功率与频率、幅值均发生不同改变的谐波。现阶段，有源滤波器已演变成电力电子技术研究领域中的重大课题之一。文章在阐述有源滤波器基本运行原理的基础上，结合工程案例，探究有源滤波器在民用建筑中的具体应用。关键词：有源滤波器；民用建筑；谐波电流；实践应用中图分类号：TN713+.8 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2020）08-0139-02 作者简介：张环宇，男，硕士，工程师，研究方向：民用建筑电气设计。
非线性负载存在于供配电系统内，它是形成谐波的根源。在过去的工业生产实践中，由中频炉、电弧炉及直流电动机主导管控的生产线路上的装置是形成谐波的主要设备类型。最近几年，科学技术日新月异，推动了电力电子技术前进的脚步，能形成谐波的设备类型也不断增多，不再单一化。但是谐波设备在用于民用建筑中通信（移动、联通及电信等）枢纽楼内时，很多业主向有关部门反映电容器存在过热、胀热等现象，甚至出现电动机无缘由被烧损等情况，电力等主管部门逐渐加强了对这些问题的关注[1]。 实心锥形喷嘴
1 有源滤波器原理
电力有源滤波器的构成以电流运算电路、补偿电流
发生电路为主，补偿电流发生电路主要由电流跟踪控制、驱动以及主电路等构成。
指令电流运算电路的功能：由负载电流（i L ）内分离出的基波无功与谐波电流，对谐波电流形成逆极效应，随即把补偿电流指令信号传导至外界环境中。
电流跟踪控制电路的功能：依照指令电流运算电路形成补偿电流对应的指令信号，测算出主电路中各功率开关器件对应的PWM 信号驱动主电路运作过程，形成现实补偿电流，故而此时电源电流（i S ）内仅含有基波电流有功分量，进而达成抑制或解除电网内的谐波电流和进行无功功率代偿的目标[1]。
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综上，实现对有源滤波器运转模式有效调控的关键点是运算指令电流，等同于针对谐波电流、代偿电流的生成过程予以追踪处理。
2 工程概况
某民用建筑机房变电所主要由2台SC10-1600kV/A 10kV/0.4kV （用备均各为一台），2台125kV/A UPS 装置及4台250A 开关电源构成。各类设施的电流供应形式均以低配放射为主，结合相关设备说明书发现低压侧设滤波额定输出电流值为450A ，为实现对谐波的有效治理及调控，现拟定采用有源滤波器进行，单位柜体规格为800mm ×600mm ×2200mm 。
结合工程现场勘查资料发现，该变电所内其他类型设备设施装设作业均已竣工完成，并没有发现预留缝隙。鉴于以上工况，相关人员决定把有源滤波器的安装位点设定在总进线柜后一柱子侧面，并尽量和墙落地相临近。
为更全面地收集电流信号，决定把采集位点不设在电流互感器位置，总进线开关的下桩头为滤波器电源输注点[2]。
3 电力有源滤波器在民用建筑中的具体应用
3.1 科学拟定谐波治理目标
在该建筑工程中，电力及有关部门形成合力作用，共同检测谐波治理工作质量，以《电能质量公用电网谐波》中的相关规范标准开展该项工作，在设计谐波治理方案前期，务必设定准确的治理目标值。3.2 确定谐波电压、电流治理目标值
假山模型（1）电压。有关文件中针对公用电网谐波电压值作出明确限定：当电压为0.38kV 时，电压总谐波畸变率以及奇、偶数各次谐波电压含油率依次为5.0%、4.0%、2.0%；当电压为10kV 时，以上3项指标分别为4.0%、3.2%、1.6%；当电压为66kV 时，上述指标对应值依次为3.0%、2.4%、1.2%。从宏观角度分析，在设定谐波电压时，始终要把电压总谐波畸变率设为参照值，在谐波电压治理期间，设定的目标值均要低于如上所涉及的数值。
（2）电流。依照相关标准，注入公共衔接点的谐波电流许可值如表1所示。
表1 公共连接点的谐波电流对应的许可值
标准电压/kV 基准短路容量/MV·A 谐波频次及谐波电流的许可值/A
23456789100.381078623962264419212861004334213414241111
8.5
10100262013208.515 6.4 6.8 5.166
500
16
13
8.1
13
5.4
9.3
4.1
4.3 3.3
筛底谐波电流以用户能够输注至公共衔接点的谐波电流许可值为标准，依照国家标准注入公用连接点的谐波电流允许值[3]。针对某10kV 的进线用户、基准短路容量为100MV·A 时，输注公共衔接点的谐波频次为2、3、4、5、6、7、8、9、10时，对应的许可值依次是26A 、20A 、13A 、20A 、8.5A 、15A
、6.4A 、6.8A 、5.1A 。3.3 确定谐波源
直录播系统针对通信机房大楼形成的谐波治理，文章针对几种形成谐波的设备装置，利用FLUKER43B 检验其UPS 和开关电源，具体检测信息有以下两个方面。
（1）UPS 的检测结果：分析测试结果，发现UPS 会生成5、7、11、13、19、25、29、37及41次谐波，
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