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有源濾波裝置:守護農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)電能質(zhì)量的關(guān)鍵力量
在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)不斷向規(guī)?;?、智能化轉(zhuǎn)型的過程中,電力系統(tǒng)如同行業(yè)發(fā)展的 “生命線”,為各類養(yǎng)殖設(shè)備的穩(wěn)定運行提供著核心動力。然而,隨著養(yǎng)殖設(shè)備數(shù)量的增多和復(fù)雜度的提升,電能質(zhì)量問題逐漸凸顯,成為制約農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)高效發(fā)展的重要因素。安科瑞有源濾波裝置(ANAPF)憑借其**的諧波治理能力,為農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行保駕護航,成為解決行業(yè)電能質(zhì)量難題的理想選擇。
農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)特性決定了其電能質(zhì)量具有獨特的特征。
首先,用電負(fù)荷波動性大是顯著特點之一。在養(yǎng)殖過程中,不同時段的設(shè)備運行需求差異較大,例如白天喂食、通風(fēng)、照明等設(shè)備集中運行,用電負(fù)荷達到高峰;而夜間部分設(shè)備進入低負(fù)荷運行狀態(tài),導(dǎo)致負(fù)荷頻繁波動,這無疑會對配電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
其次,非線性負(fù)荷占比逐漸升高。隨著智能化養(yǎng)殖設(shè)備的普及,風(fēng)機、水泵、溫控設(shè)備、飼料加工設(shè)備等大量非線性負(fù)載被廣泛應(yīng)用,這些設(shè)備在運行過程中會向電網(wǎng)注入大量諧波,破壞電能的正弦波形,降低電能質(zhì)量。
此外,對供電可靠性要求很高。農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)過程具有連續(xù)性,尤其是在畜禽養(yǎng)殖中,溫度、濕度、通風(fēng)等環(huán)境參數(shù)的穩(wěn)定直接關(guān)系到畜禽的生長和健康,一旦電力供應(yīng)出現(xiàn)問題或電能質(zhì)量不佳導(dǎo)致設(shè)備故障,可能會造成巨大的經(jīng)濟損失。

首先,通風(fēng)設(shè)備是主要的諧波源之一,如養(yǎng)殖場中大量使用的軸流風(fēng)機、離心風(fēng)機等。這些風(fēng)機通常采用變頻調(diào)速技術(shù)來實現(xiàn)風(fēng)量的調(diào)節(jié),以適應(yīng)不同的養(yǎng)殖環(huán)境需求,而變頻器在運行過程中會產(chǎn)生大量的高次諧波,主要集中在 3 次、5 次、7 次等,這些諧波會對電網(wǎng)電壓和電流產(chǎn)生畸變,影響其他設(shè)備的正常運行。
其次,水泵設(shè)備也會產(chǎn)生諧波,養(yǎng)殖場中的供水系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等都離不開水泵,部分水泵為了實現(xiàn)流量的精準(zhǔn)控制,也采用了變頻驅(qū)動方式,同樣會成為諧波的重要來源。
再者,飼料加工設(shè)備如粉碎機、混合機等,這類設(shè)備屬于感性負(fù)載,在啟動和運行過程中,電流會出現(xiàn)較大的波動,同時也會產(chǎn)生一定的諧波。
另外,溫控設(shè)備如電熱管、空調(diào)等,在運行過程中也可能產(chǎn)生諧波,尤其是在設(shè)備啟停瞬間,容易造成電網(wǎng)電壓的波動和諧波污染。
農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)配電系統(tǒng)諧波具有分布范圍廣、諧波次數(shù)多、影響程度深的特點。由于養(yǎng)殖區(qū)域通常較大,各類產(chǎn)生諧波的設(shè)備分散在不同的區(qū)域,導(dǎo)致諧波在配電系統(tǒng)中分布較為廣泛,治理難度較大。
同時,不同類型的設(shè)備產(chǎn)生的諧波次數(shù)不同,多種諧波疊加在一起,會對配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性造成嚴(yán)重威脅。此外,諧波不僅會影響設(shè)備的正常運行,縮短設(shè)備的使用壽命,還會增加電能損耗,提高養(yǎng)殖成本,對農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟效益產(chǎn)生不利影響。
● 使諧波指標(biāo)滿足國家標(biāo)準(zhǔn),避免供電部門罰款或中斷供電;
● 降低變壓器損耗;
● 減少諧波污染,降低諧波對自動控制裝置、電能計量裝置、繼電保護裝置的干擾,保證供配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行;
● 避免諧波過電壓和諧波過電流對電氣設(shè)備的危害,延長設(shè)備使用壽命;
● 節(jié)能降耗,提高功率因數(shù),節(jié)約電費,避免罰款。
安科瑞ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在含諧波負(fù)載的低壓配電系統(tǒng)中,能夠?qū)討B(tài)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(tǒng)諧波電流,經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量,產(chǎn)生諧波電流指令,通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)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(tǒng)中,從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。

圖2-1 ANAPF有源電力濾波器原理圖
● DSP+FPGA全數(shù)字控制方式,具有極快的響應(yīng)時間,先進的主電路拓?fù)浜涂刂扑惴?,精度更高、運行更穩(wěn)定;
● 一機多能,既可補諧波,又可兼補無功,可對2~31次諧波進行全補償或指定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(shè)計,體積小,安裝便利,方便擴容;
● 采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏以實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和控制,使用方便,易于操作和維護;
● 輸出端加裝濾波裝置,降低高頻紋波對電力系統(tǒng)的影響;
● 多機并聯(lián),達到較高的電流輸出等級;
● 擁有技術(shù)。




某集團作為國內(nèi)**的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化**企業(yè),其下屬的養(yǎng)豬場規(guī)模龐大,養(yǎng)殖設(shè)備齊全。隨著養(yǎng)殖業(yè)務(wù)的不斷擴展,該養(yǎng)豬場各個養(yǎng)殖區(qū)域新增了大量的風(fēng)機設(shè)備,以滿足畜禽生長過程中的通風(fēng)需求。然而,在風(fēng)機投入使用后,問題逐漸顯現(xiàn)出來:風(fēng)機頻繁出現(xiàn)工作異常的情況,具體表現(xiàn)為風(fēng)機在運行過程中突然自啟停,或者在正常運行過程中突然停轉(zhuǎn),每次出現(xiàn)故障后,都需要工作人員對風(fēng)機進行斷電處理,之后才能重新啟動運行。

風(fēng)機運行產(chǎn)生大量 3 次、5 次、7 次諧波,致電網(wǎng)電壓電流畸變,干擾風(fēng)機控制系統(tǒng)引發(fā)故障。這一問題不僅嚴(yán)重影響了養(yǎng)豬場的正常通風(fēng)環(huán)境,對畜禽的生長造成了潛在威脅,而且頻繁的設(shè)備故障也增加了工作人員的勞動強度,同時也對風(fēng)機設(shè)備的使用壽命造成了一定的損害,給養(yǎng)豬場帶來了較大的困擾。

針對現(xiàn)場情況,采用就地治理方案,在每個總配電箱進線處加裝70A與100A有源濾波器,型號為ANAPF70-380/BBL,ANAPF100-380/BBL,所有模塊采用壁掛式安裝,治理由這些末端設(shè)備產(chǎn)生的諧波電流,降低配電系統(tǒng)的電壓電流的畸變率,來保證設(shè)備安全可靠運行。

技術(shù)原理:基于瞬時無功功率理論,檢測負(fù)載電流,分離諧波分量,生成反向補償電流抵消諧波。
設(shè)備配置:按各區(qū)域風(fēng)機功率與配電情況,配置對應(yīng)容量設(shè)備并預(yù)留擴展空間。
實施服務(wù):專業(yè)團隊負(fù)責(zé)安裝調(diào)試,提供人員培訓(xùn)。
治理效果:治理后,風(fēng)機故障解決,功率因數(shù)提升,電能損耗降低,養(yǎng)殖成本減少。


通過安科瑞 ANAPF 有源濾波器的應(yīng)用,養(yǎng)豬場風(fēng)機異常啟停的問題得到了**解決,風(fēng)機設(shè)備能夠穩(wěn)定、可靠地運行,保障了養(yǎng)豬場通風(fēng)系統(tǒng)的正常工作,為畜禽創(chuàng)造了良好的生長環(huán)境。同時,諧波得到有效治理后,配電系統(tǒng)的功率因數(shù)得到了顯著提升,電能損耗明顯降低,有效降低了養(yǎng)豬場的用電成本,提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。
城市軌道交通存在大量熒光燈、UPS電源、變頻器及軟啟動裝置,均會產(chǎn)生大量諧波,使得電力系統(tǒng)正弦波畸變,電能質(zhì)量降低。諧波進行綜合治理,給交通安全、順暢帶來保障。
類似行業(yè)案例:山東日照機場、南海三沙市機場、吉林站西廣場交通樞紐等。
醫(yī)院行業(yè)主要是核磁共振機、CT機等設(shè)備會產(chǎn)生大量諧波,大量先進醫(yī)療設(shè)備對供電電源的諧波質(zhì)量要求非常高,如果不進行治理,很可能造成檢測數(shù)據(jù)誤差大,設(shè)備之間干擾不能正常工作,造成嚴(yán)重的醫(yī)療事故。諧波治理后,降低了用電隱患。類似行業(yè)案例:陜西榆林第一人民醫(yī)院、上海第二康復(fù)醫(yī)院、滁州市第二人民醫(yī)院、安徽六安第六人民醫(yī)院等。
冶金行業(yè)中大量使用了電弧爐、加熱爐、軋機等,這些負(fù)載不僅容量大,而且大部分為感性負(fù)荷,在不使用無功補償裝置的情況下,功率因數(shù)極低,且產(chǎn)生大量畸變的諧波,嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)的安全運行和電氣設(shè)備安全經(jīng)濟地運行。
類似行業(yè)案例:江蘇省鑌鑫特鋼材材料有限公司、宇東能源化工基地等。
體育館、演播中心這類場所,主要就是大量舞臺燈光、LED屏幕、高桿燈等設(shè)備產(chǎn)生諧波。使得電能質(zhì)量變差,及時進行諧波治理可保障設(shè)備本身的使用效果,給用電帶來保障。
類似行業(yè)案例:蘇州澹臺湖會議中心、廣州文化宮、武漢市教育電視臺演播廳、岳陽市奧體中心及游泳館等。
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