数据中心行业电能质量问题与治理课件

数据中心行业数据中心行业电能质量问题与治理电能质量问题与治理1数据中心行业电能质量问题与治理1内内 容容 提提 要要 数据中心电能质量问题分析数据中心电能质量问题分析 华天电气电能质量控制产品介绍华天电气电能质量控制产品介绍 数据中心电能质量治理案例介绍数据中心电能质量治理案例介绍2内 容 提 要 数据中心电能质量问题分析2什么是什么是“电能质量电能质量”Power Quality电能质量（电源质量、电力质量、电力品质）电能质量（电源质量、电力质量、电力品质）定义定义1：合格电能质量的概念是指，给敏感设备提供电力和设置的：合格电能质量的概念是指，给敏感设备提供电力和设置的接地系统均适合于该设备正常工作。接地系统均适合于该设备正常工作。IEEE标准化协调委员会给出的标准化协调委员会给出的 power quality（电能质量）的技术定义（电能质量）的技术定义定义定义2：电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和不干扰：电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和不干扰用户使用电力的物理特性。用户使用电力的物理特性。IEC(1000-2-2/4)标准中给出的电能质量定义标准中给出的电能质量定义定义定义3：电能质量定义是指在电力系统中某一指定点上电压的特性，：电能质量定义是指在电力系统中某一指定点上电压的特性，这些特性可根据预定的基准、技术参数来评价。这些特性可根据预定的基准、技术参数来评价。国际电工委员会（国际电工委员会（IEC）给出的电能质量定义）给出的电能质量定义根据这一定义，可以认为电能质量就是电压质量，合格的电能质量应当是恒根据这一定义，可以认为电能质量就是电压质量，合格的电能质量应当是恒定频率和恒定幅值的正弦波形电压与连续供电。定频率和恒定幅值的正弦波形电压与连续供电。3什么是“电能质量”Power Quality电能质量（电评价电能质量的主要指标评价电能质量的主要指标 相对于预定基准的偏离程度：频率偏移 长期电压偏移（t 1min)短期电压偏移（0.5c t1min）电磁暂态（t0.5c）三相不平衡 波形失真 电压波动和闪变4评价电能质量的主要指标 相对于预定基准的偏离程度：4数据中心影响电能质量的负荷数据中心影响电能质量的负荷 不间断电源（不间断电源（UPS）中央变频空调中央变频空调 开关电源开关电源 计算机计算机 充电器充电器 电子节能灯等电子节能灯等5数据中心影响电能质量的负荷 不间断电源（UPS）5UPS对电能质量的影响对电能质量的影响1/36 UPS 是数据中心主要的谐波源之一，它以逆变器为主要是数据中心主要的谐波源之一，它以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备，主要由整流器、蓄电池、元件，稳压稳频输出的电源保护设备，主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。其中整流器作交直变换给蓄逆变器和静态开关等几部分组成。其中整流器作交直变换给蓄电池提供充电电压，其产生的谐波与整流设备的脉冲数（也就电池提供充电电压，其产生的谐波与整流设备的脉冲数（也就是可控硅的个数）有关。常规是可控硅的个数）有关。常规UPS的脉冲数是六脉冲和十二脉的脉冲数是六脉冲和十二脉冲，对于六脉冲的冲，对于六脉冲的UPS其主要的谐波以其主要的谐波以5、7次谐波为主，对于次谐波为主，对于十二脉冲的十二脉冲的UPS其主要的谐波阶次为其主要的谐波阶次为11、13次。新型的次。新型的UPS带带有有PWM整流器或整流器或PFC，以达到降低谐波、提高功率因数的目，以达到降低谐波、提高功率因数的目的。的。UPS对电能质量的影响1/36 UPS 是数据UPS对电能质量的影响对电能质量的影响2/37 六脉冲整流器六脉冲整流器 负载电流波形负载电流波形 由于数据中心大容量由于数据中心大容量UPSUPS的应用，致使大量的的应用，致使大量的5 5、7 7、1111等高次谐波注等高次谐波注入到配电系统中，有输入电抗时谐波畸变率达到入到配电系统中，有输入电抗时谐波畸变率达到40%40%左右，无输入电抗时左右，无输入电抗时可超过可超过60%60%。UPS对电能质量的影响2/37 六脉冲整流器UPS对电能质量的影响对电能质量的影响3/38 PWM PWM整流器整流器 新型新型UPSUPS会采用会采用PWMPWM整流器或加整流器或加PFCPFC功率因数校正器，两者都会在配功率因数校正器，两者都会在配电系统中引入电容器，在采用有源电力滤波器（电系统中引入电容器，在采用有源电力滤波器（APFAPF）进行电能质量治）进行电能质量治理时，二者之间存在谐振的危险。理时，二者之间存在谐振的危险。UPS对电能质量的影响3/38 中央变频空调对电能质量的影响中央变频空调对电能质量的影响1/29 数据中心的服务器功耗一般会随着业务量的变动呈现一定规数据中心的服务器功耗一般会随着业务量的变动呈现一定规律的变化，因此数据中心信息设备的发热量也会呈现周期性的变律的变化，因此数据中心信息设备的发热量也会呈现周期性的变化，采用变频压缩机、风机、水泵等设备可以有效提高空调设备化，采用变频压缩机、风机、水泵等设备可以有效提高空调设备制冷效率。制冷效率。但变频设备的整流电路与但变频设备的整流电路与UPSUPS相似，多采用不控整流和相控整相似，多采用不控整流和相控整流两类，除目前常用的流两类，除目前常用的PWMPWM整流电路谐波较少外，其他整流电路都整流电路谐波较少外，其他整流电路都会对电网造成大量的谐波污染，影响配电系统的安全运行。会对电网造成大量的谐波污染，影响配电系统的安全运行。中央变频空调对电能质量的影响1/29 数据中心的服中央变频空调对电能质量的影响中央变频空调对电能质量的影响2/210 相控整流电路，整流器在深度相控下交流侧功率因数很低，换流过程引起电网电压波形畸变。不控整流电路，整流器从电网吸取畸变电流，造成电网谐波污染。中央变频空调对电能质量的影响2/210 相控整流电路，谐波的定义谐波的定义11 以上这些负荷对电能质量的影响以上这些负荷对电能质量的影响主要表现为谐波的影响。国际电工标主要表现为谐波的影响。国际电工标准准(IEC555-2,1982)(IEC555-2,1982)和国际大电网会和国际大电网会议议(CIGRE)(CIGRE)的文献中定义：的文献中定义：“谐波分谐波分量为周期量的傅里叶级数中大于量为周期量的傅里叶级数中大于1 1的的h h次分量次分量”。IEEEIEEE标准中标准中(参见参见IEEEIEEE标标准准5195191981)1981)定义为：定义为：“谐波为一周谐波为一周期波或量的正弦波分量，其频率为基期波或量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍波频率的整数倍”。畸变波形的谐波分量谐波的定义11 以上这些负荷对电能质量的影响主要表现为谐波的危害谐波的危害1/2 12降低功率因数，降低电力设备容量，增加电力损耗；导致配电系统共振，危及系统安全；导致无功补偿设备无法正常运行甚至烧毁；引起继电保护设施的误动作，导致意外断电；增加电机振动，影响产品质量和电机寿命；导致变压器、线路、电机过热，加速设备绝缘老化；延缓电弧熄灭，影响断路器的分断容量；增加电压峰值，降低绝缘介质寿命；导致中线过载，甚至引发事故；导致电力计量仪表误差；干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备和通讯设备谐波的危害1/2 12降低功谐波的危害谐波的危害2/2 13 为避免数据中心发生严重事故，造成重大损失，一个稳定、可靠、洁净的配电系统尤为重要。谐波的危害2/2 13 谐波治理的措施谐波治理的措施 14 目前针对谐波治理最有效、性价比最好的方法就是采用有源电力滤波器（APF），它有以下优势：消除各次电压、电流谐波污染和干扰，满足国家标准要求；改善电压质量，提高设备运行安全性和可靠性，降低设备温升和损耗；提高系统功率因数，提高线路和电力设备利用率；防止系统共振，提高系统运行稳定性，预防设备故障，保障系统安全；降低电力损耗、提高设备效率，节约电能。谐波治理的措施 14 内内 容容 提提 要要 数据中心电能质量问题分析数据中心电能质量问题分析 华天电气电能质量控制产品介绍华天电气电能质量控制产品介绍 数据中心电能质量治理案例介绍数据中心电能质量治理案例介绍15内 容 提 要 数据中心电能质量问题分析15华天电能质量产品分类华天电能质量产品分类动态无功补偿装置动态无功补偿装置按补偿方式：三相三线制、三相四线制按补偿方式：三相三线制、三相四线制按照补偿速度：普通型、高速型和按照补偿速度：普通型、高速型和TSVGTSVG型型无源滤波器无源滤波器按补偿方式：三相三线制、三相四线制按补偿方式：三相三线制、三相四线制按照补偿速度：普通型、高速型按照补偿速度：普通型、高速型有源滤波器有源滤波器按补偿方式：三相三线制、三相四线制按补偿方式：三相三线制、三相四线制按电流检测方式：源电流检测型、负载电流检测型按电流检测方式：源电流检测型、负载电流检测型按安装方式：落地式、壁挂式、机架式按安装方式：落地式、壁挂式、机架式16华天电能质量产品分类动态无功补偿装置1617山大华天研发制造中心山大华天研发制造中心17山大华天研发制造中心华天华天HTPFHTPF无源电力滤波器无源电力滤波器 18华天HTPF无源电力滤波器 18华天华天HTHFHTHF混合有源电力滤波器混合有源电力滤波器 19华天HTHF混合有源电力滤波器 19华天华天HTQFHTQF有源电力滤波器有源电力滤波器20华天HTQF有源电力滤波器2021华天HTQF有源电力滤波器21华天HTQF有源电力滤波器HTQFHTQF系列系列R R（机架式）型有源电力滤波器（机架式）型有源电力滤波器22HTQF系列R（机架式）型有源电力滤波器22HTVQ无功补偿成套装置HTVQ无功补偿成套装置 HTFPLHTFPL能量回馈式可编程电子负载能量回馈式可编程电子负载 HTFPL能量回馈式可编程电子负载车间一角车间一角-有源滤波器变流器有源滤波器变流器25车间一角-有源滤波器变流器25车间一角车间一角-有源滤波器生产有源滤波器生产26车间一角-有源滤波器生产26车间一角车间一角-有源滤波器老化有源滤波器老化27车间一角-有源滤波器老化27华天华天HTEQHTEQ高速动态消谐无功补偿器高速动态消谐无功补偿器28华天HTEQ高速动态消谐无功补偿器28有源电力滤波器原理有源电力滤波器原理工作原理：实时检测负载的谐波电流，主动跟踪产生等幅反相的谐工作原理：实时检测负载的谐波电流，主动跟踪产生等幅反相的谐波电流注入电网，实现谐波补偿（抵消）波电流注入电网，实现谐波补偿（抵消）-主动滤波。主动滤波。29有源电力滤波器原理工作原理：实时检测负载的谐波电流，主动跟踪ILOAD3M3连接于供电网的非线性负载连接于供电网的非线性负载IMAINS3HTQFHTAF3可使用有源滤波器改善可使用有源滤波器改善IHTQF有源电力滤波器原理示意图PCUPSetc.30ILOAD3M3连接于供电网的非线性负载IMAINS3HTQ电流控制型有源电力滤波器原理图电流控制型有源电力滤波器原理图 工作原理：实时检测负载的谐波电流，主动跟踪产生等幅反相的谐波电流注入电网，实现谐波补偿（抵消）-主动滤波。31电流控制型有源电力滤波器原理图 工作原理：实时检测负载的谐进口电流控制型有源滤波器滤波效果进口电流控制型有源滤波器滤波效果1/3 滤波前电流波形补偿电流波形滤波后电流波形32进口电流控制型有源滤波器滤波效果1/3 滤波前电流波形补偿电进口电流控制型有源滤波器滤波效果进口电流控制型有源滤波器滤波效果2/3 滤波前后电流波形33进口电流控制型有源滤波器滤波效果2/3 滤波前后电流波形33进口电流控制型有源滤波器滤波效果进口电流控制型有源滤波器滤波效果3/3 滤波前后电流波形34进口电流控制型有源滤波器滤波效果3/3 滤波前后电流波形34华天电压控制型有源滤波器滤波效果实测波形华天电压控制型有源滤波器滤波效果实测波形1/2 滤波前电流波形滤波后电流波形有源滤波器补偿电流波形滤波前电流谐波分析滤波后电流谐波分析35华天电压控制型有源滤波器滤波效果实测波形1/2 滤波前电流波华天电压控制型有源滤波器滤波效果实测波形华天电压控制型有源滤波器滤波效果实测波形2/2 滤波前电流波形滤波后电流波形有源滤波器补偿电流波形滤波前电流谐波分析滤波后电流谐波分析36华天电压控制型有源滤波器滤波效果实测波形2/2 滤波前电流波补偿电流发生器纹波交错对消技术补偿电流发生器纹波交错对消技术 发明专利发明专利 200910019887.8200910019887.8交错驱动交错驱动PWMPWM补偿电流发生器及其控制方法补偿电流发生器及其控制方法 发明专利发明专利 201010180701.X201010180701.X交错滞环跟踪补偿电流发生器及其控制方法交错滞环跟踪补偿电流发生器及其控制方法补偿电流发生器的技术难点：补偿电流发生器的技术难点：基于现代全控电力电子器件的补偿电流发生器，是有源电力滤波器和静止同基于现代全控电力电子器件的补偿电流发生器，是有源电力滤波器和静止同步补偿器的核心。无论采用步补偿器的核心。无论采用PWMPWM调制方式还是采用滞环跟踪调制方式，其输出调制方式还是采用滞环跟踪调制方式，其输出电流中都含有较强的高频纹波电流，导致电磁干扰。电流中都含有较强的高频纹波电流，导致电磁干扰。按照常规方式降低纹波强度，有两种途径：按照常规方式降低纹波强度，有两种途径：-降低输出电流的跟踪速度，会导致设备性能下降；降低输出电流的跟踪速度，会导致设备性能下降；-提高功率器件的开关频率，会提高功率器件的开关频率，会导致设备导致设备损耗增加。损耗增加。本技术创新的实施效果：本技术创新的实施效果：在不提高开关速度、不降低电流跟踪速度的前提下，采用纹波交错对消的方在不提高开关速度、不降低电流跟踪速度的前提下，采用纹波交错对消的方式大幅度降低输出电流中的高频纹波，使设备的综合性能得到显著提高，纹式大幅度降低输出电流中的高频纹波，使设备的综合性能得到显著提高，纹波降低波降低80%80%，损耗降低，损耗降低40%40%。HTQF-交错技术交错技术-减少纹波输出减少纹波输出1/4补偿电流发生器纹波交错对消技术HTQF-交错技术-减少纹波输HTQF-交错技术交错技术-减少纹波输出减少纹波输出2/438HTQF-交错技术-减少纹波输出2/438绿色、紫色：2套逆变器各自的输出电流波形黄色：采用纹波交错对消技术后的补偿电流波形补偿电流发生器纹波交错对消技术实施效果补偿电流发生器纹波交错对消技术实施效果HTQF-交错技术交错技术-减少纹波输出减少纹波输出3/4绿色、紫色：2套逆变器各自的输出电流波形补偿电流发生器纹波交黑色L1：负载电流红色L2：滤波器输出电流蓝色L3：源电流40HTQF-交错技术交错技术-减少纹波输出减少纹波输出4/4黑色L1：负载电流40HTQF-交错技术-减少纹波输出4/4抑制有源电力滤波器与电力系统抑制有源电力滤波器与电力系统中电容器谐振的控制方法中电容器谐振的控制方法1/2发明专利发明专利 201010275272.4 一种有源电力滤波器装置及其控制一种有源电力滤波器装置及其控制方法方法由于有源电力滤波器自身检测方式和控制方法的不完善，可能导由于有源电力滤波器自身检测方式和控制方法的不完善，可能导致有源电力滤波器与供配电系统不匹配，无法达到优良的滤波器致有源电力滤波器与供配电系统不匹配，无法达到优良的滤波器效果，甚至发生谐振等诸多问题。本发明就有源电力滤波器与电效果，甚至发生谐振等诸多问题。本发明就有源电力滤波器与电力系统中的电容器发生谐振的问题进行研究、分析、提出合理的力系统中的电容器发生谐振的问题进行研究、分析、提出合理的解决方案，并付诸实施，获得了优良的效果。解决方案，并付诸实施，获得了优良的效果。该专利特别适用于避免因数据中心该专利特别适用于避免因数据中心UPS带有带有PWM整流器或整流器或PFC功率因数校正器而引入电容器，导致与有源电力滤波器发生谐振功率因数校正器而引入电容器，导致与有源电力滤波器发生谐振的问题。的问题。41抑制有源电力滤波器与电力系统中电容器谐振的控制方法1/2发42抑制有源电力滤波器与电力系统抑制有源电力滤波器与电力系统中电容器谐振的控制方法中电容器谐振的控制方法2/2无功补偿电容器引起公知有源电力滤波器自激振荡的实验波形采用本技术的有源电力滤波器装置和控制方法有效抑制电容器引起的自激振荡的实验波形42抑制有源电力滤波器与电力系统中电容器谐振的控制方法2/混合有源电力滤波器补偿量主动调节技术混合有源电力滤波器补偿量主动调节技术1/21/2发明专利发明专利 ZL 200610070553.X ZL 200610070553.X 混合有源电力滤波器及其控制方法混合有源电力滤波器及其控制方法混合有源电力滤波器综合了有源电力滤波器和无源电力滤波器的优点，具混合有源电力滤波器综合了有源电力滤波器和无源电力滤波器的优点，具有容量大、滤波效果好、纹波电流小、成本低等优点，是高电压、大容量有容量大、滤波效果好、纹波电流小、成本低等优点，是高电压、大容量有源电力滤波器的重要发展方向。有源电力滤波器的重要发展方向。未采用本创新技术的混合有源电力滤波器的致命弱点是不具备对输出补偿未采用本创新技术的混合有源电力滤波器的致命弱点是不具备对输出补偿电流的主动调节能力，当被补偿谐波电流超过滤波器的额定容量时，会导电流的主动调节能力，当被补偿谐波电流超过滤波器的额定容量时，会导致滤波器过载停机、甚至烧毁。致滤波器过载停机、甚至烧毁。采用本项技术创新，可自由调节混合有源滤波器的补偿量，保证无论负载采用本项技术创新，可自由调节混合有源滤波器的补偿量，保证无论负载如何变化，滤波器均能在额定补偿容量限额内运行，使其负载适应能力和如何变化，滤波器均能在额定补偿容量限额内运行，使其负载适应能力和运行安全性得到本质性提高，充分满足了实用化要求。运行安全性得到本质性提高，充分满足了实用化要求。混合有源电力滤波器补偿量主动调节技术1/2发明专利 ZL 混合有源电混合有源电力滤波器力滤波器常规有源电常规有源电力滤波器力滤波器滤波前滤波前滤波后滤波后混合有源电力滤波器补偿量主动调节技术混合有源电力滤波器补偿量主动调节技术2/22/2混合有源电力滤波器常规有源电力滤波器滤波前滤波后混合有源电力控制器设计控制器设计采用多片主频采用多片主频150兆赫兆赫32位高速位高速DSP(TMS320F2812)协同工作，实时协同工作，实时完成指令电流运算和系统控制功能，控制精度高、速度快，配合先进完成指令电流运算和系统控制功能，控制精度高、速度快，配合先进的控制算法和性能优良的补偿电流发生器，可实现优良的综合补偿性的控制算法和性能优良的补偿电流发生器，可实现优良的综合补偿性能；能；谐波滤除率高，对目标谐波，有效滤除能力可达谐波滤除率高，对目标谐波，有效滤除能力可达97%；效率高，实际测试损耗不超过额定输出容量的效率高，实际测试损耗不超过额定输出容量的3%；同时滤除多达同时滤除多达20种谐波，最高可滤除至种谐波，最高可滤除至50次谐波；次谐波；可通过操作面板设定对各次谐波进行有选择的滤除；可通过操作面板设定对各次谐波进行有选择的滤除；可通过操作面板设定实现动态分相无功补偿和三相不平衡校正功能；可通过操作面板设定实现动态分相无功补偿和三相不平衡校正功能；控制器的软硬件设计了完善的故障监测与保护系统，包括上电自检、控制器的软硬件设计了完善的故障监测与保护系统，包括上电自检、各种故障或异常的报警与保护、历史事件记录等功能，可及时发现和各种故障或异常的报警与保护、历史事件记录等功能，可及时发现和处理各种问题与隐患，最大限度地保证设备安全稳定运行。处理各种问题与隐患，最大限度地保证设备安全稳定运行。45控制器设计采用多片主频150兆赫32位高速DSP(TMS346热设计热设计HTQF 600A滤波器热仿真设计46热设计HTQF 600A滤波器热仿真设计严格的热设计严格的热设计-主控单元主控单元47严格的热设计-主控单元47严格的热设计严格的热设计-电抗器电抗器48严格的热设计-电抗器48严格的热设计严格的热设计-逆变模块逆变模块49严格的热设计-逆变模块49多多DSP控制控制 光纤驱动光纤驱动50多DSP控制 光纤驱动50非晶材料电抗器非晶材料电抗器-低噪音低噪音51非晶材料电抗器-低噪音51三相三线制滤波器滤波效果三相三线制滤波器滤波效果1/3滤波前滤波后电流波形52三相三线制滤波器滤波效果1/3滤波前滤波后电流波形52三相三线制滤波器滤波效果三相三线制滤波器滤波效果2/3滤波前滤波后电流谐波频谱分析53三相三线制滤波器滤波效果2/3滤波前滤波后电流谐波频谱分析5三相三线制滤波器滤波效果三相三线制滤波器滤波效果3/3滤波前滤波后电流谐波表格54三相三线制滤波器滤波效果3/3滤波前滤波后电流谐波表格54三相四线制滤波器滤波效果三相四线制滤波器滤波效果1/3滤波前滤波后电流波形55三相四线制滤波器滤波效果1/3滤波前滤波后电流波形55三相四线制滤波器滤波效果三相四线制滤波器滤波效果2/3滤波前滤波后电流谐波频谱分析56三相四线制滤波器滤波效果2/3滤波前滤波后电流谐波频谱分析5三相四线制滤波器滤波效果三相四线制滤波器滤波效果3/3滤波前滤波后电流谐波表格57三相四线制滤波器滤波效果3/3滤波前滤波后电流谐波表格57华天华天HTQFHTQF有源电力滤波器特点有源电力滤波器特点1/21/2纹波交错对消变流器专利技术纹波交错对消变流器专利技术，电流跟踪速度高、纹波低、损耗低；，电流跟踪速度高、纹波低、损耗低；多多DSP协同控制，控制精度高、速度快；协同控制，控制精度高、速度快；谐波滤除率高，对目标谐波，有效滤除能力可达谐波滤除率高，对目标谐波，有效滤除能力可达97%；同时滤除多达同时滤除多达20种谐波，最高可滤除至种谐波，最高可滤除至50次谐波；次谐波；可设定的谐波分次补偿功能；可设定的谐波分次补偿功能；谐波无功综合补偿谐波无功综合补偿，具有，具有“滤波优先滤波优先”、“无功优先无功优先”、“只滤谐波只滤谐波”、“只补无功只补无功”四种工作模式，满足各种配电系统补偿需求；四种工作模式，满足各种配电系统补偿需求；平衡补偿功能，可平衡各相之间的负载电流；平衡补偿功能，可平衡各相之间的负载电流；先进控制算法，适应各种复杂现场稳定运行，可与电容补偿柜并联运先进控制算法，适应各种复杂现场稳定运行，可与电容补偿柜并联运行；行；光纤驱动，安全、可靠、抗干扰能力强；光纤驱动，安全、可靠、抗干扰能力强；变流器模块化设计，功率密度高、安装维护方便；变流器模块化设计，功率密度高、安装维护方便；58华天HTQF有源电力滤波器特点1/2纹波交错对消变流器专利技低损耗微晶合金磁芯电抗器，噪声低，效率高低损耗微晶合金磁芯电抗器，噪声低，效率高；输出容量大，单机输出容量可达输出容量大，单机输出容量可达600A；可以多机并联运行，满足各种补偿容量需求；可以多机并联运行，满足各种补偿容量需求；输出容量满载后自动限流，无过载之忧输出容量满载后自动限流，无过载之忧；多重保护功能，严格热设计，确保系统运行安全可靠；多重保护功能，严格热设计，确保系统运行安全可靠；可选择的源电流或负载电流检测方式，便于现场安装；可选择的源电流或负载电流检测方式，便于现场安装；数字化控制，中文液晶显示；数字化控制，中文液晶显示；故障自诊断功能；故障自诊断功能；历史事件纪录功能；历史事件纪录功能；RS485接口，标准接口，标准MODBUS RTU通讯协议，计算机远程监控功通讯协议，计算机远程监控功能。能。华天华天HTQFHTQF有源电力滤波器特点有源电力滤波器特点2/22/259低损耗微晶合金磁芯电抗器，噪声低，效率高；华天HTQF有源电HTQF系列系列R（机架式）分型有源滤波器（机架式）分型有源滤波器技术优势技术优势 可选择特定次数谐波补偿可选择特定次数谐波补偿谐波、无功、不平衡负载三种补谐波、无功、不平衡负载三种补偿模式偿模式97%工作效率，损耗小工作效率，损耗小双双DSP全数字控制方式全数字控制方式三电平逆变拓扑三电平逆变拓扑模块化设计，安全稳定模块化设计，安全稳定4.3英寸触摸屏液晶显示监控单英寸触摸屏液晶显示监控单元元小体积，机架小体积，机架/壁挂安装方式，壁挂安装方式，节省空间节省空间60HTQF系列R（机架式）分型有源滤波器技术优势 60应用场合应用场合三相三线制系统三相三线制系统适合于工业大容量负载，如整流器、变频器、大型适合于工业大容量负载，如整流器、变频器、大型UPS、电弧炉、中频炉、三相充电机等、电弧炉、中频炉、三相充电机等 三相对称的三相对称的非线性负载非线性负载三相四线制系统三相四线制系统适合于商业建筑，节能灯、金属灯、电脑、复印机、适合于商业建筑，节能灯、金属灯、电脑、复印机、UPS、变频空调等三相不对称的非线性负载、变频空调等三相不对称的非线性负载 61应用场合三相三线制系统61内内 容容 提提 要要 数据中心电能质量问题分析数据中心电能质量问题分析 华天电气电能质量控制产品介绍华天电气电能质量控制产品介绍 数据中心电能质量治理案例介绍数据中心电能质量治理案例介绍62内 容 提 要 数据中心电能质量问题分析62某通讯公司配电基本情况供电容量1台S9-1250变压器配备480kvar无功补偿负载情况2套（4台）200KVA UPS、开关电源、空调存在问题2005年维护中发现变压器输出端电缆发热达67度，初步判断为变压器安装时总电缆截面积不足，2005年底加粗电缆后，电缆表面温度47度（高室温25度），仍然偏高，并且电缆震动较大 怀疑为后端负荷谐波原因所致 用户需求降低电缆温升、消除电缆震动降低谐波，减小谐波对相关设备的干扰63某通讯公司配电基本情况供电容量63数据分析及具体方案数据分析及具体方案数据分析数据分析产生谐波的负载主要是产生谐波的负载主要是UPS，6脉动整流器设备：脉动整流器设备：谐波主要为谐波主要为5、7、11次次电压波形畸变率：电压波形畸变率：1、2#UPS：4.1%,3、4#UPS：7.8%电流波形畸变率：电流波形畸变率：1、2#UPS：69.3%，3、4#UPS：54.6%具体方案具体方案保留原电容补偿柜保留原电容补偿柜2 2套套UPSUPS各安装各安装1 1套套HTAF3L-0.4/200ASHTAF3L-0.4/200AS有源电力有源滤波器有源电力有源滤波器治理后电流谐波小于治理后电流谐波小于10%10%电缆温升降低电缆温升降低810810度，消除振动度，消除振动64数据分析及具体方案数据分析64实施效果实施效果1/3滤波前相电压谐波分析 滤波后相电压谐波分析 滤波前相电压有效值和波形 滤波后相电压有效值和波形 电压谐波由滤波前的电压谐波由滤波前的7.8%降为降为2.1%65实施效果1/3滤波前相电压谐波分析 滤波后相电压谐波分析 滤实施效果2/3滤波后相电流谐波分析 滤波前相电流有效值和波形 滤波后相电流有效值和波形 电流谐波由滤波前的电流谐波由滤波前的68.9%降为降为8.8%滤波前相电流谐波分析 66实施效果2/3滤波后相电流谐波分析 滤波前相电流有效值和波形实施效果实施效果3/3电压谐波含量降低到2.1，电流谐波含量降低到8.8；变压器输出端电缆温度明显降低，电缆温度37度（室温25度时）；电缆震动基本消除；平均功率因数为由0.7提高到0.95以上，减少了无功功率对电力设备容量的占用；降低电能损耗，使设备运行环境更安全。67实施效果3/3电压谐波含量降低到2.1，电流谐波含量降低到某写字楼有源电力滤波器应用案例某写字楼有源电力滤波器应用案例68工程名称：某写字楼谐波治理设备列表设备列表某写字楼有源电力滤波器应用案例68工程名称：某写字楼谐波治理B副楼副楼1段滤波效果段滤波效果-电压电压69滤波前滤波后电压波形电压谐波频谱电压谐波由滤波前的2.2%降低到0.9%B副楼1段滤波效果-电压69滤波前滤波后电压波形电压谐波电压B副楼副楼1段滤波效果段滤波效果-电流电流70滤波前滤波后电流波形电流谐波频谱电流谐波由滤波前的22%降低到2.6%。B副楼1段滤波效果-电流70滤波前滤波后电流波形电流谐波电流B副楼副楼2段滤波效果段滤波效果-电压电压71滤波前滤波后电压波形电压谐波频谱电压谐波由滤波前的1.2%降低到0.8%B副楼2段滤波效果-电压71滤波前滤波后电压波形电压谐波电压B副楼副楼2段滤波效果段滤波效果-电流电流72滤波前滤波后电流波形电流谐波频谱电流谐波由滤波前的21.5%降低到3.1%(三次谐波含量最高)B副楼2段滤波效果-电流72滤波前滤波后电流波形电流谐波电流C副楼副楼1段滤波效果段滤波效果-电压电压73滤波前滤波后电压波形电压谐波频谱电压谐波由滤波前的2.0%降低到1.2%C副楼1段滤波效果-电压73滤波前滤波后电压波形电压谐波电压C副楼副楼1段滤波效果段滤波效果-电流电流74滤波前滤波后电流波形电流谐波频谱电流谐波由滤波前的10.9%降低到2.6%C副楼1段滤波效果-电流74滤波前滤波后电流波形电流谐波电流总结总结75 从对比数据中可以看出，项目实施后，谐波电流得到明显抑制，谐波电压和谐波电流总畸变率都明显下降，完全满足协定标准；总功率因数PF得到提高；PF值与cos的统一也进一步证明了畸变因子导致的功率因数降低已基本消除，谐波已经基本被完全消除。有源电力滤波器的治理效果非常明显，不但很好的完成了谐波消除任务，在有剩余补偿容量的情况下对基波无功功率进行了适当的补偿，使得整个配电系统电能质量得到大幅提升，同时降低了无谓的损耗，达到了既滤波又节能的效果。总结75 从对比数据中可以看出，项目实施后，谐谢谢！谢谢！76谢谢！76