新米兰体育 師晴晴
江蘇新米兰体育電器製造有限公司 江陰 214405
1、引言
在LED大屏上，多電源分布式開關(guan) 電源得到了廣泛應用，其產(chan) 生的諧波分量對電網和電氣設備造成的影響日益嚴(yan) 重，如何抑製諧波分量成為(wei) 一個(ge) 備受關(guan) 注的問題。
開關(guan) 電源通常采用大功率半導體(ti) 器件作為(wei) 開關(guan) 元件，按一定規律控製開關(guan) ，調整占空比以調節輸出電壓的大小。開關(guan) 電源一般由整流器和濾波電容組成，交流輸入電壓進入濾波器、整流器和濾波電容後變換為(wei) 直流輸出電壓。現今，開關(guan) 電源正在逐漸向高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗幹擾和模塊化發展。-有源濾波器在LED顯示屏諧波治理中的應用
2、LED顯示屏諧波產(chan) 生原因
LED需要低壓直流驅動，因此顯示屏工程大量采用開關(guan) 電源為(wei) 顯示模塊提供驅動。為(wei) 了降低低壓直流電流在各種輸送環節耗損，顯示屏配電一般采用大量小功率開關(guan) 電源模塊，配置成分布式局部低壓直流供電模式。這種實現方法在解決(jue) 了低壓傳(chuan) 輸損耗的同時，卻帶來了諧波汙染和中線電流過大等問題。其原因有：
開關(guan) 電源為(wei) 典型的諧波源，其諧波含量非常高，其波形為(wei) 斷續的尖峰波。由於(yu) 一般使用的開關(guan) 電源容量較小（典型的案例為(wei) 手提電腦的電源），並沒有引起足夠的重視。但如果大量的開關(guan) 電源同時工作，其產(chan) 生的諧波將不可忽視，如果不加以處理，可能對供電網造成汙染，對同一網內(nei) 的其他設備產(chan) 生不可預知的危害。
常規三相近似平衡的負荷，其零線的正常電流一般小於(yu) 相電流的30％。顯示屏係統無論怎麽(me) 配置負荷分布，由於(yu) 顯示畫麵的變化，終會(hui) 帶來瞬時三相不平衡。加之諧波電流的影響，其零線的電流可以達到相電流的280％。
3、LED顯示屏諧波產(chan) 生的危害
諧波過大會(hui) 導致零線電流過大，零線電流過大是一個(ge) 嚴(yan) 重的火災隱患，因為(wei) 零線上沒有過流保護裝置，不像相線上有保險等裝置，當電流過大時可以切斷電流。而當零線上電流過大時，隻能任其溫度升高，加速電纜老化，甚至引起火災。
諧波不僅(jin) 表現為(wei) 電流諧波，而且由於(yu) 諧波電流對電網衝(chong) 擊使供電電壓含有諧波，會(hui) 使電壓波形奇變嚴(yan) 重，可能對電網上其他敏感設備造成**影響，甚至使其工作異常，帶來關(guan) 聯的法律責任問題，例如同樓中某公司的網絡服務器因突然停電，造成損失。
4、ANAPF低壓有源濾波器在LED顯示屏中的應用
某廣場大型戶外LED顯示屏，該顯示屏供電係統有850個(ge) 30OW的開關(guan) 電源分布式並聯運行，總功率共計250kw。開關(guan) 電源是典型的諧波源，在工作時具有電流諧波畸變率高、諧波含量大、諧波頻譜寬、設備為(wei) 容性負載、功率因數低等用電特性。當大量的開關(guan) 電源集中使用時會(hui) 導致中線電流過高，功率因數低，電流諧波畸變率高等現象，從(cong) 而影響了LED顯示屏正常工作。
4.1諧波治理方案
基於(yu) 該現場的特點，並聯安裝一台ANAPF型電力有源濾波器，設備參數如下：
4.2 ANAPF有源濾波裝置諧波電流估算
諧波是由非線性設備產(chan) 生的，而每種設備的實際工作狀態都不同。因此實際諧波電流需采用專(zhuan) 門設備進行測量，考慮到設備的技術及經濟性，設計諧波治理裝置的額定諧波補償(chang) 電流應略大於(yu) 係統諧波電流。由於(yu) 諧波電流本身的測量與(yu) 計算比較複雜，況且在設計時往往很難采集到足夠的電氣設備使用中的諧波數據，可以根據下列公式以對諧波電流進行估算。
其中K1為(wei) 負荷率：即負荷占變壓器額定容量的比例，通常取0.7-0.8；
K2為(wei) 諧波係數，根據係統場合不同而不同；
ST為(wei) 變壓器額定容量，單位kVA；
US為(wei) 低壓係統電壓，一般取0.4。
根據估算值，現場選用一台100A的ANAPF有源濾波器進行諧波治理。
4.3 ANAPF有源濾波器投入前後對比
4.3.1未安裝ANAPF有源濾波器時LED屏控製開關(guan) 櫃進線側(ce) 電能質量數據
未安裝有源濾波器時LED屏控製開關(guan) 櫃進線側(ce) 的總諧波電流含量98.4%，總諧波電壓畸變率8.4%，零線總諧波畸變率1724.3%。其中3次諧波為(wei) 諧波電流量，A相41.8A、B相41.7A、C相38A、零線電流122.2A，含諧波功率因數0.68，總諧波電壓嚴(yan) 重超出國標380V低壓側(ce) 諧波電壓畸變率THDu值≤5%的要求。較為(wei) 嚴(yan) 重的3次諧波電壓超出國標380V低壓側(ce) 諧波電壓奇次畸變率THD≤4%的要求。
4.3.2 安裝有源濾波裝置後LED屏控製開關(guan) 櫃進線側(ce) 電能質量數據
投入安裝ANAPF有源濾波器後LED屏控製開關(guan) 櫃進線側(ce) 的總諧波電流含量降至51%，總諧波電壓畸變率降至3.1%，零線總諧波畸變率94.1%。3次諧波電流量A相1.4A、B相1.1A、C相1.8A、零線電流9.8A，含諧波功率因數提高至0.81。總諧波電壓畸變率THDu值降至3.3%。3次諧波電壓降至低於(yu) 國標要求380V低壓側(ce) 諧波電壓奇次畸變率THD≤4%的要求。
由上圖對比可見，ANAPF有源濾波器保護了LED供電係統**、穩定、經濟運行，防止過電流速斷保護的誤動作，有利於(yu) 電網和係統的**穩定運行。
5、ANAPF低壓有源濾波器的報價(jia) 及主要元件清單
6、結語
隨著顯示屏幕規模的變大，顯示屏幕工程對電網造成的諧波汙染已是一個(ge) 不可輕視的問題。諧波帶來的各種危害已經初步顯現，由此引發的電網運行事故和法律關(guan) 聯責任都可能隨時發生。本文通過分析LED顯示屏中諧波特性和危害，並通過實際應用案例，分析了有源濾波器投入前後的情況，說明了有源濾波器的諧波治理技術是改善供電電能質量的手段之一，可將產(chan) 生的諧波控製在小範圍內(nei) ，達到科學合理用電，抑製電網汙染，提高電能質量，保證設備**運行的作用。
參考文獻:
［1］ 王可亮，瞿世尊，陳健．開關(guan) 電源的設計［J］.電子元器件運用，2004 ，6 (3):17-19.
［2］ 三相四線有源濾波器在上海世博會(hui) 國家電網館LED顯示屏諧波治理中的應用.
［3］ 上海新米兰体育電氣股份有限公司產(chan) 品手冊(ce) .2013.01.
作者簡介：
師晴晴（1985－），女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為(wei) 智能建築供配電監控係統
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