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丹佛斯AHF010 操作手冊

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MG.80.EA.41
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有各種諧波改善標準、規定和建議。不同的標準適
用于不同的地區和行業。以下為會遇到的標準：
·    IEC/EN 61000-3-2
·    IEC/EN 61000-3-12
·    IEC/EN 61000-3-4
·    IEC 61000-2-2
·    IEC 61000-2-4
·    IEEE 519
·    G5/4
IEC 61000-3-2，諧波電流發射限值（每相位設備輸
入電流≤ 16A）。
IEC 61000-3-2 的范圍為連接到公共低壓配電系統
（每相位輸入電流小于等于 16A）的設備。四個類
別定義如下：A 類至 D 類。
IEC 61000-3-12，連接到輸入電流 >16A 和≤ 7
的公共低壓系統產生的諧波電流限值。
IEC 61000-3-12 范圍為連接到輸入電流在 16A 和
7 之間的公共低壓配電系統的設備。目前發射
限值于 230/400V 50Hz 系統，以后會增加其
他系統的限值。適合變頻器的放射限值，請參閱
標準中的表 4。包括各次諧波（第 5 次、第 7 次、
第 11 次和第 13 次）以及 THD 和 PWHD 的要求。
Automation Drive 系 列（FC 102 HVAC、FC 202
Aqua 和 FC 302 Industry）變頻器符合這些限值，
無需額外增加濾波器。
IEC 61000-3-4，限值，適合電流額定值大于 16A
的低壓電源系統中的設備諧波電流限制電流在小于
7 時，IEC 61000-3-12 優于 IEC 61000-3-4。
因此，IEC 61000-3-4 適用于連接到公共低壓配電
系統的電流額定值大于 7 的設備。作為技術報告
部分，不應該被看作是標準。三級評估過程適
用于設備與公共電源的連接，根據負載既定功率，
將高于 7 的設備限制為第 3 級連接。供電部門
可接受基于負載安裝既定有效功率的設備連接，根
據當地供電部門要求。制造商應提供適合 THD 和
PWHD 的各次諧波的數值。
IEC 61000-2-2 和 IEC 61000-2-4 低頻傳導騷擾兼
容水平。
IEC 61000-2-2和IEC 61000-2-4電磁兼容環境2-2，
2-4 部分：公共低壓供電系統低頻傳導騷擾及信號傳
輸的兼容水平。2-2 為公共低壓供電系統，2-4 為工
業設施。
IEEE519，IEEE 建議的做法和在電力系統中諧波控
制的要求。
IEEE519 建立了包括線性和非線性負載的電氣系統
設計的目標。確定波形失真目標，和確定電源與負
載之間的公共耦合點（PCC）。
IEEE519 是一種系統標準，旨在將 PCC 點的電壓
畸變率控制為 5%THD，并將各zui大頻率電壓諧波
限制為 3%。諧波電流限值開發旨在限制各用戶的諧
波注入，這樣就不會產生不可接受電壓畸變水平以
及超過用電設備所供系統電壓總諧波畸變的限制。
電流畸變限值如標準中的表10.3所示，取決于ISC/IL 比，
其中 ISC 為用電設備 PCC 點的短路電流，IL 為zui大
需求負載電流。這些限值適用于單次諧波（zui高至
第 35 次）和總需求畸變（TDD）。請注意，這些限
值在用電設備 PCC 點適用。需要時，符合這些限值
的各個負載還要確保 PCC 點的符合性，這是
的解決方案。滿足諧波畸變要求zui有效的方法就是
分別在各個負載進線側進行改善并在 PCC 點測量。
然 而， 如 果 在 指 定 應 用 中 要 求 各 變 頻 器 符 合
IEEE519 電流畸變率限值，則使用 AHF 就可滿足這
些限制。
G5/4，工程導則，英國諧波電壓畸變和非線性設備
接入輸電系統和配電網的規劃值。
G5/4 規定了非線性設備接入過程中所用諧波電壓畸
變率的規劃值。對根據這些規劃值確定每位用戶發
射限值的過程進行說明。G5/4 是一個系統級標準。
7諧波及其治理方法簡介 AHF010 操作手冊
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對于 400V 級點處的 THD 規劃值為 5%。400V 系統
中奇偶諧波限值如標準中表 2 所示。對非線性設備
接入的評估過程進行說明。該過程遵照三級評估程
序，旨在使評估過程中所需的細目水平與部分設備
連接所造成的不可接受的電壓諧波畸變率危險程度
保持均衡。
含有變頻器的系統合規性取決于非線性負載的具體
拓撲結構和分布。使用 AHF 就可滿足 G5/4 要求。
2.3 諧波改善
要改善變頻器 6 脈沖整流器產生的諧波，有幾

3    諧波濾波器簡介
3.1 工作原理
諧波濾波器（AHF）包括主電感器 L0 和電感器
L1 和 L2 以及電容器 C1 和 C2 組合的二級吸收電路。
吸收電路經特別調整，可改善以第 5 次和第 5 次以
上的諧波電流。基波頻率 50Hz 和基波頻率 60Hz 的
電路是不同的基波頻率。
濾波器性能隨負載功能的變化而變化。額定負載下，
AHF010 濾波器的性能等于或優于 10%（ THiD）。
部分負載情況下，THiD 有較高的數值。然而，即使
THiD 具有較高的數值，諧波電流的值在部分負
載情況下也較低。因此，部分負載條件下諧波的副
作用低于*負載條件下諧波的副作用。
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3.1.1 功率因數
在無負載條件下（變頻器處于待機狀態），變頻器
電流可以忽略，電網產生的主電流為通過諧波濾波
器中電容器的電流。因此，功率因數接近 0，具有
電容性。電容電流約為濾波器額定電流的 25%（取
決于濾波器尺寸、20% 與 25% 之間的典型值）。
功率因數隨負載的增加而增大。
下圖顯示了 AHF010 有效功率因數的典型值。

3.1.2 電容器斷開連接
如果應用在無負載情況下需要較高的功率因數且在
待機情況下需要降低電容電流，則應斷開電容器連
接。接觸器可在負載低于 20% 時斷開電容器連接。
在發電機供電時的諧波濾波器，在設計中考慮電容
性電流也非常重要。在無負載和低負載情況下，電
容性電流可使發電機過勵磁。過勵磁可導致電壓升
高，超過 AHF 和變頻器的允許電壓。因此，在發電
機應用中務必斷開電容器連接并認真考慮設計。
在背景失真和供電不平衡方面，無源諧波濾波器的
性能（如 AHF）優于多脈沖整流器。然而考慮在部
分負載和功率因素場合時，無源濾波器性能差于有
源諧波濾波器。有關提供的各種諧波改善解決方案
的性能定位，請查閱相關諧波改善資料。

4    諧波濾波器選擇
本章節提供有關如何選擇正確尺寸濾波器的指導，
包括計算示例、電氣數據以及濾波器一般說明。
4.1 如何選擇正確的 AHF
為了獲得*的性能，AHF 的大小應符合變頻器的
主電源輸入電流。這是依據變頻器預期負載（而非
變頻器自身大小）確定的輸入電流。
4.1.1 濾波器電流計算
根據電動機銘牌上電動機額定電流（IM,N）和電動
機功率因數（Cos φ）計算變頻器的電源輸入電流
（IFC,L）。如果電機額定電壓（UM,N）不等于實際電
源電壓（UL），則必須根據以下等式中所示的這些
電壓間的比例對計算所得的電流進行校正：
所選 AHF 的額定電流（IAHF,N）值必須具有大于或等
于計算所得變頻器電源輸入電流（IFC,L）。
提示
由于在濾波器額定負載時，獲得*諧波性能。使
用過大的濾波器功率時，有可能降低 THiD 性能。
如果必須將幾個變頻器連接到相同的濾波器上，則
必須根據計算所得的電源輸入電流總和選用 AHF 的
功率。

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