1.引言
随着电子技术的日益发展，港口机械上电子变频装置和晶闸管整流装置的使用越来越广，所占的容量比例也越来越大。非线性的用电负载设备产生的谐波大量地注入电网，使系统电压电流波形发生畸变，严重影响了港区的电气质量，影响港口、港区用电设备的正常运行，能量浪费大，直至影响通讯设施的工作、信息的传输、继电保护系统的正常运行和因误动作而引发各类故障。因此在港区的电网系统中，必须采取有效措施改善电网的质量，使之达到国家标准GBl4549 1993《电能质量公用电网谐波》。使用无功功率补偿和谐波治理装置，能够有效地提高功率因数和治理谐波达到国家标准，消除电网的谐波污染，提高电网的供电能力，为设备提供优质电源。
2.港口设备机械特性
港口主要设备都是负荷变化大、速度变化快、短时重负载，属于无功功率冲击性负载，且普遍应用可控硅的交、直流驱动装置。功率因数的变化也随着装卸机械的快速运行而变化。起升机构的上升和下降使电机在电动机和发电机间频繁转换。为了获得比较理想的补偿效果，必须采用快速响应的功率因数补偿和具有谐波治理能力的装置。在谐波源进行就地补偿、提高功率因数的同时，治理谐波达到国家标准。这样，既扩大了变压器的输出能力，又节约了电能，效果显著。港口用电设备的另一特点是环境温度高，空气潮湿，设备振动大。
3.有源滤波器特性
有源动态滤波器提供良好的过滤性能，同时在无功功率和线路平衡特性方面也性能优越。并具有以下特性：
(1)可同时滤除多达20种谐波(PQFK为15种)；
(2)可滤除高达50次的高频谐波；
(3)可过滤中性线上0序谐波(3次，9次)(PQFK)；
(4)对每次谐波具有单个控制和设置功能(标准对象)；
(5)闭环控制，可确保最佳精确度；
(6)对目标谐波的有效滤波能力可达97％。
(7)主设置和辅助设置提供大范围的无功功率补偿(感性和容性)功能；
(8)具有负载平衡功能，可直接使用在高达690V电压的场合(PQFI和PQFM)：
(9)Modbus RTU通讯协议；
(10)设计选型时无需进行复杂的电网分析
(11)滤波器不会过载；
(12)对电网参数的改变不灵敏(如变压器的并联、发电机运行)；
(13)容易进行容量扩展，易于安装和操作。
4.实际应用及结果
秦皇岛港务集团有限公司下属第8港务公司的起重机设备采用了能量回馈型变频装置，据用户反映由于受到起重机变频装置的谐波干扰，在和起重机同一电网系统中的PLC设备发生损坏，UPS和显示器无法正常工作，此外在起重机所属的变电站中，电容器补偿无法正常工作，导致系统功率因数较低，能量损耗较大，而且变压器噪声和发热非常明显。为降低起重机变频设备对电网系统中其他用电设备的谐波干扰，降低设备损坏的概率，提高系统供电的稳定性，在5号～11号起重机上安装ABB公司的动态有源滤波器PQFM系列7台。并现场对滤波效果进行测试。
4.1测试目的
检查ABB动态滤波器PQFM-70A的安装情况并检测运行效果
4.2使用仪器
Fluke 43B，PQF-link
4.3测试内容
港务局5号～11号起重机的安装调试工作，在现场实地测试起重机空载、轻载和重载运行数据、变电站电气参数。
4.4测试数据
(1)5号起重机空载运行波形及数据
变频器空载运行，滤波器关闭，系统电压波形、电压畸变率和电流记录见图1。起重机变频器空载运行，滤波器开启，系统电压波形、电压畸变率和电流记录见图2。
从5号起重机空载运行的测量数据来看，电压的波形和电压畸变率得到了很好的改善，谐波电流也降到很低的水平，达到并超过了设计的要求，也达到了国家标准对谐波电流和谐波电压的要求。
(2)5号起重机负载运行波形及数据
起重机变频器带载运行，滤波器关闭，系统电压波形、电压畸变率和电流记录见图3，起重机变频器带载运行，滤波器开启，系统电压波形、电压畸变率和电流记录见图4。
从5号起重机带载运行的测量数据来看，在带轻载运行(总电流为几十安培)和带重载运行(总电流为几百安培)时，电压的波形和电压畸变率均得到很好的控制，谐波电流也成功限制在非常低的水平，达到了预先设计的要求，大大改善了设备运行时对电网系统的影响。从调试和测试的实地测量数据来看，PQFM-70有源滤波器在5号起重机上的安装正确，调试运行正常，设备正常发挥了其应有的功能，满足了预先设计的要求，达到了改善电网质量的目的。
5.结论
从以上的测试数据来看，11台PQFM有源滤波器滤波效果明显，达到了用户的设计要求，成功滤除绝大部分设备产生的谐波，改善了电网质量，稳定了生产秩序。