电能质量存在的问题及治理
电能质量问题引起的常见现象
不良的计算机性能、死机和数据损失、电容器故障、PLC无故跳脱或重置、产线废品率上升、设备误报警、设备故障率升高、中线电缆发热、控制器被烧毁、精密仪器无法正常工作或者损坏、变频器突然停机、开关设备温度高、设备运行功率达不到额定功率，效率低下、电机和变压器等设备的过热、机械振动噪声变大。产生以上现象的源头可能是由于电网系统中存在了电能质量问题。因此，为了适应当今新的用电设备特性和新的电能质量问题，需要对用户电网环境中的谐波、无功、三相不平衡以及衍生出的多种电能质量问题和现象进行有针对性的治理。
提升电能质量所带来的收益
治理谐波
u 电机等设备发热减少，电脑系统数据出错率降低；减少谐波产生的电磁干扰对计算机网络、通信、有线电视、报警以及楼宇自动化的影响，保障弱电系统正常工作；
u 提高企业设备的供电质量，提高设备运行的可靠性，减少因设备误动作而造成的经济损失；
u 降低用电设备发热，减少绝缘老化，从而提高设备的使用寿命，减少设备的维护费用；
u 减少电网中补偿电容器的谐振几率，提高用电安全。同时，减少谐波对系统信号传输的影响，增加系统的可靠性；
u 满足国家及地方标准要求。
治理无功
u 减少企业自身电费开支；
u 保证系统功率因数达到国家标准，避免因为功率因数低导致的电费罚款；
u 减少有功损失和电压降落，释放变压器、发电机容量，提高用户设备利用率和电网供电质量；
u 改善设备的利用率、改善电压的稳定性。
治理三相不平衡
u 有效避免中线局部发热老化，甚至是火灾的风险；
u 避免因局部电压不平衡，引起的设备误报警；
u 避免零地电压偏高而导致控制系统弱电设备烧毁的风险。
容量计算方法
运行环境确定容量法
根据多年的运行经验，推导出下列谐波电流计算经验公式，可满足工程设计要求。公式为经验公式，计算过程仅涉及数值计算，不涉及量纲。
Ih=SL ｘah
Ih：谐波电流，单位A
SL：计算负荷额定容量，单位kVA
ah：补偿系数，通常在0.075～0.5之间，单位/Kv
无特殊干扰，如写字楼、住宅楼等，补偿系数选0.075～0.12。
中等干扰，如节能灯、电脑、复印机、空调相对集中的办公楼、灯光照明比较多的体育场馆和舞台剧场、通信数据中心、银行数据中心、电视演播中心、一般工厂UPS电源等，补偿系数选0.012～0.315。
强干扰的项目，如通讯基站、电弧炉、变频器、焊接机、整流设备等工厂，补偿系数选0.315～0.5。
电力绿缔安全盾
电力绿缔安全盾是一款针对电网环境中电能质量的专业治理设备。特别是对浪涌、谐波、无功、三相不平衡以及衍生出的多种电能质量问题和现象进行有效的治理。誉有“电网净化器、设备安全盾”之称。
高可靠性保证
采用智能分冷控制，确保功率部分的高可靠性
全球采购确保关键部件均采用国际名牌器件
模块化生产工艺简单，可确保产品一致性好
超强处理能力
采用三电平拓扑结构及60kHz的开关频率
MEPF系列电力绿缔安全盾采用三电平电气拓扑结构，并依托于FUGO公司的技术和多年的电磁设计经验，开关频率拓展可高达60kHz的业内顶尖水准。滤波器的输出电流响应速度快，滤波损耗小，且对负载的影响小适应能力更强；MEPF系列电力绿缔安全盾采用DSP控制器，可做到对2～50次的谐波进行响应，单次治理率高达98％，并对其中大部分的谐波具有100％的电流输出能力，确保各种谐波类型和负载场合的滤波效果。
u 装置效率高：热损耗≤3％
u 响应时间短：瞬间响应≤0.1ms,全响应≤15ms
u 运行范围广：工作电压满足国内电网波动，电压/频率范围宽
u 治理效果佳：单次谐波治理效率≥90％，治理后网侧THDi≤5％
u 产品系列全：壁挂式、抽屉式模组、抽屉式整机、一体式整机等
u 人机体验佳：LCD彩色液晶面板，触摸按键操作，实时显示系统波形、频谱、运行状态、历史数据等
u 可靠系数高：并联接入，具备过流、过压、欠压、过温、缺相、短路、抗干扰等软硬件保护，故障做到软切除
u 实时动态：完全主动型补偿，随负载变化和谐波特性自适应补偿
u 补偿灵活：可对每次谐波幅值进行单独设定
工作原理
MEPF系列绿缔安全盾并联在电网侧和谐波源负载之间，能对谐波源产生的动态变化的电流谐波进行迅速的跟踪补偿。其原理为：MEPF系列绿缔安全盾通过采集电流谐波，经DSP快速计算，对网侧谐波进行傅立叶分解，确定各次的谐波分量情况，以最快速度发出电流命令，并通过功率执行器件产生与谐波源谐波电流方向相反幅值相等的补偿谐波电流，并注入系统，达到抵消非线性负荷所产生的谐波电流。
因此，MEPF系列绿缔安全盾的作用不但可以隔离和消除来自负载侧的谐波电流，进而消除因谐波电流耦合在线路上的谐波电压，减少电流和电压谐波干扰带来的危害。
型号说明
FUGO MEPF XX 4 4L/ R
R:机架式
H:壁挂式
F:整柜式
3L：三相三线制
4L：三相四线制
4：400V电压等级
5：500V电压等级
6：600V电压等级
容量（A）：025、030、035、050、060、075、100
安全盾系列
品牌名
电力绿缔安全盾技术参数
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项目 |
MEPF
025/030/035 |
MEPF
050/060/075 |
MEPF
100/150 |
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系统参数 |
额定输入线电压 |
380V(-40％～+20％) |
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电网频率 |
50/60Hz(范围：45Hz～63 Hz) |
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可并联台数 |
不限 |
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整机效率 |
≥97％ |
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电网结构 |
三相三线，三相四线 |
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电流互感器 |
150/5～10000/5 |
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电路拓扑 |
三电平 |
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性能指标 |
额定容量 |
25A/30A/35A |
50A/60A/75A |
100A/150A |
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谐波补偿 |
支持 |
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无功补偿 |
支持 |
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不平衡补偿 |
支持 |
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滤波范围 |
2～50次 |
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滤波次数选择 |
2～50次任意次数可选 |
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滤波程度 |
2～50次任意次数可调 |
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滤波能力 |
THDi（电流畸变率）＜5％ |
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快速响应时间 |
＜0.1ms |
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全响应时间 |
＜15ms |
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目标功率因数 |
从-1～1可调 |
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控制算法 |
FFT算法、智能FFT算法、瞬时无功算法 |
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开关频率 |
20kHz |
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冷却方式 |
智能风冷 |
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噪声指标 |
＜52db |
＜56db |
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通讯监控能力 |
通讯接口 |
RS485,网口 |
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通讯协议 |
电总协议，Modbus协议、TCP/IP |
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模块显示界面 |
LCD彩屏；LED指示灯 |
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保护功能 |
过压/欠压/短路保护、逆变桥反向保护、过补偿保护 |
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CT监测告警 |
有 |
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故障报警 |
有，最多报警记录500条 |
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监控 |
支持独立监控/集中监控 |
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机械特性 |
安装方式 |
壁挂式、机架式、整柜式 |
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环境要求 |
海拔高度 |
≤1500m，1500～4000m之间 |
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运行温度 |
-10℃～+40℃ |
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相对湿度 |
5％～95％，无凝露 |
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防护等级 |
IP20，其余IP等级可订制 |
典型案例
背景
这是绿缔安全盾在移动通信集团某分公司IDC机房中的应用。IDC是对供电电能质量有高要求的场所，其配电系统中含有大量的UPS来为用电敏感的设备提供不间断电源，但随之也给系统带来了严重的谐波污染。目前供电质量难以保证通信业高可靠性用电的需要，需要在提高供电质量的同时推进节能降耗。
治理方案
针对具体的谐波测试情况，在机房中谐波污染最严重的4个测试点处安装了4台绿缔安全盾进行谐波治理。
绿缔安全盾开启前 绿缔安全盾开启后
