位于上海臨港地區(qū)的上汽臨港產(chǎn)業(yè)基地發(fā)動機廠，建于2007年，原配置的無功補償設備年久老化已經(jīng)無法滿足目前負載所需的補償容量，并且由于用電設備中產(chǎn)生諧波干擾的負載占比越來越高，為保障工廠配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，決定對基地廠房配電室電容補償及電能質量問題進行優(yōu)化改進。

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項目概況

上汽臨港基地發(fā)動機廠，共有3個配電室，負責整個廠區(qū)的照明、動力、空調、消防、機房等用電。 廠房中的主要負荷設備為車間制造設備、傳送設備等機械設備，均為開關式電力電子電源設備；以及大型的變頻中央空調。用電量大的設備都是非線性負載，運行時會向電網(wǎng)中注入大量諧波電流，對電網(wǎng)造成嚴重的諧波污染，增加設備損壞，降低使用壽命，甚至會影響設備的正常運行。

除此之外，系統(tǒng)輕載時的功率因數(shù)一般較低，且呈容性，末端容易過電壓。低壓配電系統(tǒng)整體的電能質量水平較低，安全性、可靠性方面存在隱憂。數(shù)據(jù)中心運營部門和供電部門對此都極為重視，因此，治理系統(tǒng)諧波和提高功率因數(shù)成為大家的共識。

為了降低諧波危害，提高功率因數(shù)，有效消除電能質量隱患，業(yè)主決定委托愛博精電在配電變壓器的低壓出線回路安裝諧波補償設備，同時兼有無功補償功能。根據(jù)測算，要達到最佳的治理效果，本項目需要配置7臺360Kvar-100A的混合濾波補償設備。

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現(xiàn)場負載分析

在制造行業(yè)中，現(xiàn)場諧波主要是由UPS電源、空調和通風設備、照明設備和IT設備所產(chǎn)生，其中生產(chǎn)工廠自動化設備的開關電源是廠區(qū)的主要負荷，它們常采用電容濾波型橋式整流電路，其工作時在向設備提供穩(wěn)定直流輸出的同時，也會使輸入電流波形發(fā)生畸變，產(chǎn)生大量諧波電流，主要包含5、7、11、13次諧波，嚴重威脅自身及其他設備的穩(wěn)定運行。

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愛博精電解決方案

針對以上數(shù)據(jù)中心的配電系統(tǒng)特點，愛博精電提出從無功補償和諧波濾除兩方面進行專項治理。

采用SVG進線無功補償，提升系統(tǒng)功率因數(shù)

注意到因為系統(tǒng)中存在大量電容濾波型整流器負荷，會導致負載程容性，特別是低載情況下更為嚴重。所以，這種情況是不能采用傳統(tǒng)的投切電容器的方式進行無功補償，采用靜止無功發(fā)生裝置SVG 就成為必須的選擇。

SVG集電力電子技術、計算機技術和現(xiàn)代控制技術于一體，可快速調節(jié)四象限無功，動態(tài)響應極佳。非常適合數(shù)據(jù)中心場合的特點，從感性到容性的雙向動態(tài)連續(xù)無功補償。據(jù)此，我們?yōu)楸緮?shù)據(jù)中心配置了愛博精電的高性能三相靜止無功補償器AcuSVG840。

采用有源電力濾波器APF濾除系統(tǒng)電流各次諧波

數(shù)據(jù)中心負荷的諧波電流成分復雜、動態(tài)性強，服務器核心CPU執(zhí)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(tǒng)無源濾波裝置將無法有效濾除諧波，且因固定的元件參數(shù)難以適合負載變化的工況。

基于此，愛博精電給出了采用電有源電力濾波器—APF進行動態(tài)諧波補償?shù)募夹g方案，APF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(huán)路，實現(xiàn)精確和快速補償諧波電流。

APF應用于各種諧波污染環(huán)境，尤其適于快速變化負載，如數(shù)據(jù)中心。本項目設計使用愛博精電公司的AcuPF850系列有源電力濾波器，并聯(lián)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。

AcuPF850系列產(chǎn)品主要優(yōu)勢有：濾除諧波次數(shù)廣，2~63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。

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項目實施結果

本項目安裝便捷，調試用時很短，非常順利。投運后，系統(tǒng)設置為自啟動模式，設備自動監(jiān)測負載回路電能質量參數(shù)，動態(tài)補償無功功率及電流諧波。補償設備投入前，功率因數(shù)0.76，電流諧波畸變率THDI33.8%，補償開啟后，功率因數(shù)達到預置的0.95，電流諧波畸變率THDI降低到5%以下，完全達成預期效果。業(yè)主對設備運行效果非常滿意。

審核編輯 黃宇