一、谐波危害及治理的意义
随着电力电子技术的广泛应用和发展，电力系统中非线性负载日益增多，如整流器、变频器、UPS、家用电器及计算机等。这些非线性负载会产生谐波电流并注入到电网中，使电网中的电压波形产生畸变，从而造成电网的谐波"污染"。另外，冲击性、波动性负载，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，而且会使电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重，危害电网的安全运行。
1、谐波的危害
概括起来主要有以下几个方面:
对供电设备的危害
●电力变压器和发电机损耗增大，产生过热，降低输出功率;
●电缆过热，绝缘老化;
●保护装置产生误动、拒动，直接危及电网的安全运行;
●电抗器、电力电容器过流发热,甚至烧毁;
对用电设备的危害
●伺服电机产生脉动，交流电机产生振动，噪音增大，甚至烧毁;
●晶闸管触发装置发生触发错误，导致设备出现故障;
●电网中广泛使用的各种仪表，如电压表、电流表、功率表和电度表等产生误差;
●对通讯系统产生干扰，降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通信设备;
●照明设备和显示器产生闪烁;
对电网的危害
●谐波电流在电网中流动，增加电网损耗，影响电网及各种电气设备的经济运行;
●大大增加了电网中发生谐振的可能，而导致过电压或过电流，引发严重的事故;与此同时，生产、生活过程的自动化和智能化以及各种复杂的精密设备，对电能质量也提出了更高的要求，因此谐波治理已成为电力系统亟待解决的问题。
2、谐波治理的意义
●减少谐波造成的损耗，节能增产，保护环境，减少谐波污染公共电网;改善供电系统电网效率和电力品质;
●减少供电系统变压器、断路器的扩容投资，相对增加变压器供电容量;
●谐波指标满足国家标准要求，其他电能质量指标有效改善;
●保护用电设备，减少设备维修及更换，延长用电设备的寿命;保证通讯、网络设备等的正常运行。
3、谐波分布的主要行业和设备
二、产品概述
科畅电气研发的KC APF 系列有源电力滤波器集动态滤波及动态补偿于一体，可以灵活设置，性能优越，具有响应速度快、滤波效率高、安装和操作容易、维护简单，并且滤波性能不受系统参数影响，是理想的滤波补偿产品之一。KC APF 采用高性能控制芯片和全控型电力电子器件，运用先进的控制理论和全数字控制方法，实时检测电网中负载电流，快速分离出谐波电流分量，并根据谐波电流的大小产生控制指令，实时将大小相等、方向相反的补偿电流注入到电网中，实现瞬时滤除谐波。同时还可以提供超前或滞后的无功电流，用于改善电网的功率因数和实现动态无功补偿。
1、技术原理
如上图所示，断路器合闸后，KC APF首先通过预充电电阻对DC母线的电容器充电，这个过程会持续10秒钟，防止上电后对DC母线电容器的瞬间冲击。当母线电压Vdc到达额定值后，预充电接触器闭合。当KC APF失电时，接触器才会打开。
控制板通过CTi采集负载电流信号，谐波分离模块将其中的基波成分移去后，所得到的谐波成分送到调节和监控模块。该模块有两个功能，一是可以产生调节谐波电流给控制信号模块;二是对系统所有功能进行监测。控制信号模块产生驱动信号触发IGBT变换器，向系统反送补偿谐波电流。
2、效果解析
六脉波整流设备是工业系统中应用普遍的非线性负载，其谐波主要为5、7、9、11、13次谐波。
下图为KCAPF系列有源电力滤波器在六脉波整流设备应用实例，图3中黄色为补偿前录波电流，紫色为补偿电流，蓝色为补偿后录波电流，通过KCAPF投入前后谐波含量对比可以看出，KC APF有源电力滤波器有强大的谐波抑制能力。
3、执行标准
●GB/T 3859.1-1993半导体变流器基本要求的规定
●GB/T 13422-1992半导体电力变流器电气试验方法
●IEEE519-1992 电源系统的谐波控制的推荐实施规范和要求
●GB/T14549-93 电能质量-公用电网谐波
●GB/5 18481-2001《电能质量监测设备通用要求》
●IEC61000-4-30 《测试和测量技术电能质量测量方法》
●JG/T417-2013 《建筑电气用并联有源电力滤波装置》
●YD/T 2323-2011《通信用低压并联有源电力滤波器》
●JB/T 11067-2011 《低压有源电力滤波装置》
●DL/T 1216-2013 《配电网静止同步补偿装置技术规范》
●GB/T 3797-2005《电气控制设备》
三、 性能特点
选择高速信号处理器，采用双闭环控制技术，0.1ms 动态响应速度，确保谐波检测准确、滤除率高，同时滤波范围广，可同时滤除2次到50次的谐波电流;设备自身具有完善的保护体制和智能控制方法，可以自动监测各部分的运行状况，并根据温度自动限流，保证装置长期稳定运行;同时避免与用户系统发生谐振，最大限度保障用户设备安全运行。
1、兼顾补偿
在滤波同时，兼容大范围的无功功率补偿(感性和容性)，采用谐波和无功补偿的优化策略，使用户电能质量的治理更优;可以与传统的无源滤波补偿装置组合使用，独特的控制算法确保二者之间完美的结合。
2、使用简洁方便
显示操作界面采用新型触摸屏，操作简单方便;显示界面可以实时显示电压、电流、谐波等各参数;菜单设置灵活，可以选择消谐模式、无功补偿模式或谐波无功同时补偿模式，通过软件设定电流互感器变比及极性，根据需要设置目标功率因数以及输出电流大小，并可以实时故障记录和事件记录。
无需进行复杂的电网分析，设计选型简单，安装和操作容易，进线方式灵活，可选择顶部进线方式或底部进线方式，若选配特制的变压器，可以应用电压等级更高的场合。
3、运行安全可靠
考虑严酷工业环境需求，器件均经严格筛选，核心部件都采购自国际知名厂家，四级电磁兼容设计，完善冗余保护措施，确保装置能够长期稳定运行。
四、技术优势
● 25~600A全系列产品
●模块、机柜两种结构模式
●谐波、无功及不平衡负载三种补偿模式·大于97%工作效率，损耗小
●全数字控制方式
●同时滤除2~50次谐波，也可选择特定次数谐波滤除·响应时间<100 us，全响应时间<10ms (1/2周波)
●快速FFT及瞬时无功等五种算法模式
●7英寸全功能触摸屏监控系统
●可以实现相同及不同型号间有源滤波器无限并联
五、型号参数
1、型号说明
2、模块型号参数
3、模块式柜机外形
多种规格模块可以任意组合成不同容量的柜机，下表为不同规格模块参数，包括模块的尺寸等，便于用户根据不同模块尺寸设计外部柜体尺寸。
最小柜体尺寸mm(高*宽*深)∶
300安—600安:2200×600×800
200安—250安: 2200*600*800
50安—175安: 2200*600*800
六、解决方案
科畅电气根据用户不同的需求，为用户量身定制电能质量一体化解决方案。科畅电气有专业的技术人员从供配电系统设计环节开始积极与客户沟通，为客户提供电能质量评估、谐波治理及使用有源电力滤波技术的解决方案，并提供电能质量检测、有源电力滤波器安装、操作培训及售后支持全系列服务。
1、电能质量一体化解决方案
●了解客户供配电设计、设备运行情况及达到的谐波治理效果
●确立客户供配电中主要的谐波源，根据负载参数计算谐波含量大小或现场实际采集电能质量数据
●根据谐波分布、数据分析和治理需求提出多种电能质量综合治理方案
●协助客户选择合适的方案
●设备安装及客户操作培训
●使用效果现场检测，设备验收
2、新项目配电设计
科畅电气电气工程师主动与供配电设计工程师沟通交流，了解供配电设计规划，为用户提供电能质量解决方案。
3、技术改造项目
对实际已运行供配电工程实施电能质量升级改造，科畅电气以专业的技术和先进的测试分析仪器为用户提供电能质量测试数据、定制化解决方案、设备安装及售后一体化服务。
