无源滤波装置在照明系统的应用案例分析

1 概述
　　天津某生活小区地下停车场，主要用电设备为照明设备，甲方提供85%以上照明设备为节能灯，节能灯是由电子镇流器配合日光灯管构成的，市电经整流、滤波后供给逆变电路，使逆变电路工作，点亮日光灯管，这种节能灯对电网呈容性，功率因数较低。并且由于电容的滤波，输入逆变电路的直流电压、纹波系数较高，还会对电网造成污染。电子镇流器如图1所示。

　　配用电子镇流器的照明灯含有5次及以上的奇次谐波成分，电流峰值相位与基波接近，超前电压峰值，呈容性，采用节能的电子镇流器，配电系统将出现功率因数超前状态。
　　2 设备产生的谐波危害及无功功率的影响
　　2.1 谐波的危害
　　谐波电压和谐波电流对配电系统是一种污染，不仅会恶化电气设备及自动化系统的用电环境，对周围的通信系统以及其他设备也造成危害，谐波对用电设备的危害主要有以下几个方面：
　　（1）增加变压器及线路损耗，使变压器温升增高；
　　（2）使照明设施寿命缩短，特别是对白炽灯影响很大；
　　（3）设备造成较大的安全隐患，同时影响和危害公共连接点上的其他用电设备；
　　（4）对保护及自动控制装置产生干扰，造成误动或拒动；
　　（5）对邻近通信线路产生静电干扰和电磁干扰，引起通信噪音，严重时引起信息丢失，使系统无法正常工作。
　　2.2 无功功率的影响
　　无功功率过大，会导致电流的增大和视在功率的增加，从而使电气设备和导线容量的增加，使总电流增大，因而使设备及线路的损耗增加，线路及变压器的电压降增大。
　　3 工程案例
　　3.1 简介
　　天津某生活小区地下停车场，主要用电设备为照明设备，采用静态补偿装置，运行后，补偿装置无法正常工作，功率因数低下，达不到电力部门的要求，电力罚款现象严重。
　　3.2 解决方案
　　由于系统无功为容性，不能采用普通的电容柜以及有源滤波柜（APF）来提高功率因数，只能采用无源滤波装置FTFC-L（可补偿电感量）来提高功率因数。
　　FTFC-L无源滤波装置进行集中补偿，装置采用晶闸管控制投切，装置使用寿命长，不会产生电力罚款。
　　变压器容量为 ，二次电压400V。
　　甲方提供：负载最大运行电流170A左右。
　　最终确定补偿容量为50kvar，能满足系统要求，设备型号：FTFC-1A400/50.L。
　　3.3 无源滤波装置FTFC-L技术分析
　　FTFC-L是动态无功补偿晶闸管滤波装置的基础上经过改制增加了补偿感性无功的功能，它是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换，从而实现了无功补偿技术质的飞跃，从技术上讲，FTFC-L动态无功补偿晶闸管滤波装置有如下特点：
　　（1）响应速度快
　　FTFC-L响应时间：≤10ms。
　　FTFC-L可在极短的时间之内完成额定感性无功功率的补偿，响应速度完全可以胜任对冲击性负荷的补偿。
　　（2）安全性更高
　　FTFC-L运行时被控制为电流源，不会与系统阻抗发生谐振,安全性高。
　　（3）补偿功能多样化
　　FTFC-L装置，可以吸收谐波的同时实现补偿感性无功。
　　（4）谐波含量极低，自身损耗小
　　FTFC-L自身产生的谐波含量极低，还能够对负载的谐波和无功进行补偿自身损耗≤1%。
　　3.4 FTFC-L无源滤波装置投入前、后数据对比


　　3.5 结论
　　“FTFC-L无源滤波装置”投入后，系统功率因数达到电力部门的要求，没有出现罚款现象；滤波装置运行安全、稳定、可靠。