簡要描述:有源濾波器通過CT采集系統(tǒng)諧波電流,經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量,產(chǎn)生諧波電流指令,通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流,并注入電力系統(tǒng)中,從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。
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詳細(xì)介紹
1、有源濾波器概述
1.1 諧波的產(chǎn)生
電力系統(tǒng)中理想的電壓、電流波形都是頻率為50Hz的正弦波,但是非線性電力設(shè)備 (大功率可控硅、變頻器、UPS、開關(guān)電源、中頻爐等)的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了大量畸變的諧波電流,諧波電流耦合在線路上產(chǎn)生諧波電壓。對非正弦的畸變電流作傅立葉級數(shù)分解,其中頻率與工頻相同的分量為基波,頻率是基波頻率整數(shù)倍的分量為諧波。諧波是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。
1.2 諧波的危害
?。?)諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的損耗,降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率。大量三次諧波流過中線會使線路過熱,甚至引起火災(zāi)。
?。?)諧波會影響電氣設(shè)備的正常工作,使電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動和噪聲等;使變壓器局部嚴(yán)重過熱;使電容器、電纜等設(shè)備過熱、絕緣老化、壽命縮短,以致?lián)p壞。
?。?)引起電網(wǎng)諧振,使得諧波電流放大幾倍甚至數(shù)十倍,會對系統(tǒng),特別是對電容器和與之串聯(lián)的電抗器形成很大的威脅,經(jīng)常使電容器和電抗器燒毀。
?。?)諧波會導(dǎo)致繼電保護(hù),特別是微機(jī)綜合保護(hù)器與自動裝置誤動作,造成不必要的供電中斷和生產(chǎn)損失。諧波還會使電氣測量儀表計量不準(zhǔn)確,產(chǎn)生計量誤差,給用電管理部門或電力用戶帶來經(jīng)濟(jì)損失。
(5)臨近的諧波源或較高次諧波會對通信及信息處理設(shè)備產(chǎn)生干擾,輕則產(chǎn)生噪聲、降低通信質(zhì)量、計算機(jī)無法正常工作,重則導(dǎo)致信息丟失,使工控系統(tǒng)崩潰。
1.3 有源電力濾波器產(chǎn)品效益
(1)使諧波指標(biāo)滿足家標(biāo)準(zhǔn),避免供電部門罰款或中斷供電;
?。?)降低變壓器損耗;
?。?)減少諧波污染,降低諧波對自動控制裝置、電能計量裝置、繼電保護(hù)裝置的干擾,保證供配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行;
?。?)避免諧波過電壓和諧波過電流對電氣設(shè)備的危害,延長設(shè)備使用壽命;
(5)節(jié)能降耗,提高功率因數(shù),節(jié)約電費(fèi),避免罰款。
1.4 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
GB/T14549-1993 《電能質(zhì)量:公用電網(wǎng)諧波》
GB/T15543-2008 《電能質(zhì)量:三相電壓不平衡度》
GB/T12325-2008 《電能質(zhì)量:供電電壓偏差》
GB/T12326-2008 《電能質(zhì)量:電壓波動和閃變》
GB/T18481-2001 《電能質(zhì)量:暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓》
GB/T15945-2008 《電能質(zhì)量:電力系統(tǒng)頻率偏差》
GB17625.1-2012 《電磁兼容 限值 諧波電流發(fā)射限值》
GB/T15576-2008 《低壓成套無功功率補(bǔ)償裝置》
2、有源濾波器產(chǎn)品介紹
2.1 工作原理
ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在含諧波負(fù)載的低壓配電系統(tǒng)中,能夠?qū)討B(tài)變化的諧波電流進(jìn)行快速實(shí)時的跟蹤和補(bǔ)償。其原理為:通過CT采集系統(tǒng)諧波電流,經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量,產(chǎn)生諧波電流指令,通過功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流,并注入電力系統(tǒng)中,從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。
圖2-1 ANAPF有源電力濾波器原理圖
2.2 產(chǎn)品特點(diǎn)
(1)DSP+FPGA全數(shù)字控制方式,具有極快的響應(yīng)時間,先進(jìn)的主電路拓?fù)浜涂刂扑惴?,精度更高、運(yùn)行更穩(wěn)定;
?。?)機(jī)多能,既可補(bǔ)諧波,又可兼補(bǔ)無功,可對2~31次諧波進(jìn)行全補(bǔ)償或特定次諧波進(jìn)行補(bǔ)償;
?。?)具有完善的橋臂過流保護(hù)、直流過壓保護(hù)、裝置過溫保護(hù)功能;
?。?)模塊化設(shè)計,體積小,安裝便利,方便擴(kuò)容;
?。?)采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏以實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和控制,使用方便,易于操作和維護(hù);
?。?)輸出端加裝濾波裝置,降低高頻紋波對電力系統(tǒng)的影響;
?。?)多機(jī)并聯(lián),達(dá)到較高的電流輸出等級;
?。?)擁有技術(shù)。
3.1.3 根據(jù)快速選型表查表選型
查表步驟:
步驟1:確定變壓器容量和變壓器負(fù)載率(般在0.6~0.8);
步驟2:根據(jù)變壓器負(fù)載率確定表2、表3或表4;
步驟3:確定電流總諧波畸變率(THDi)(表1中THDi值為參考值,僅在估算諧波電流時使用);
步驟4:根據(jù)變壓器容量及THDi參考值確定相應(yīng)的諧波電流值;
步驟5:考慮到定的裕量,選擇相應(yīng)容量的ANAPF有源電力濾波器。
▲ 安裝現(xiàn)場: 4.4 ANAPF在港口碼頭的應(yīng)用
▲ 項(xiàng)目背景:
江陰港港口的主要諧波源是門機(jī)、行車和些辦公設(shè)備,門機(jī)在運(yùn)行時需要大量無功,且電流沖擊大,波動很快,產(chǎn)生大量的諧波電流,功率因數(shù)很低,造成無功罰款;傳統(tǒng)的純?nèi)轃o功補(bǔ)償裝置已經(jīng)不能解決這些電能質(zhì)量問題,不及時治理,甚至?xí)o功柜產(chǎn)生危害,使得電容壽命降低,更換頻繁。
▲ 治理方案:
因現(xiàn)場非線性負(fù)載(經(jīng)檢測,主要為起重機(jī)回路)多,且具有地域分散,沖擊電流大的特點(diǎn),易采用集中治理方式,在每個變電站進(jìn)行諧波治理。采用無功功率補(bǔ)償和諧波治理綜合方案可兼顧無功補(bǔ)償和諧波治理功能,該方案利用現(xiàn)有無功補(bǔ)償控制柜,減少用戶改造投入成本,將ANAPF系列有源電力濾波裝置并聯(lián)到配電系統(tǒng)中,方面可有效抑制諧波放大,保護(hù)電容器,而裝置的檢修與日常維護(hù)只需從電網(wǎng)中切除,不影響現(xiàn)場的正常運(yùn)營。
▲ 治理效果:
由圖4-7和圖4-8可以看出,治理前,電流波形失真十分嚴(yán)重,呈現(xiàn)典型的M型,三相電流畸變率分別為18.3%、25.1%、32.5%,主要以5次、7次諧波為主;加裝ANAPF系列有源電力濾波器后,電流波形已經(jīng)趨向正弦波,三相電流畸變率分別為2.6%、2.6%、2.6%,主要頻次諧波得到有效抑制,電網(wǎng)質(zhì)量得到明顯改善,有效地保護(hù)了其他電氣設(shè)備。
▲ 安裝現(xiàn)場:
4.5 ANAPF在商業(yè)的應(yīng)用
▲ 項(xiàng)目背景:
無錫恒隆廣場屬于大型商業(yè)建筑,主要負(fù)載是空調(diào)、電梯和照明設(shè)備等,由于變頻器高效的節(jié)能性,使用大量變頻器驅(qū)動這些設(shè)備,但同時會產(chǎn)生大量3次、5次、7次等諧波電流。諧波電流在線路上流動產(chǎn)生壓降,使得電壓也跟著畸變,電壓畸變率超過標(biāo)限值,供電質(zhì)量相當(dāng)糟糕,影響其他用電設(shè)備的正常使用,現(xiàn)場會出現(xiàn)燈具閃爍的現(xiàn)象。
▲ 治理方案:
無錫恒隆廣場該配電系統(tǒng)中共有2臺2000KVA的變壓器,均采用集中治理方案,在變壓器的出線側(cè)加裝400A的ANAPF系列有源電力濾波器,使用2臺200A并機(jī)實(shí)現(xiàn),型號為:ANPF200-380/BGL。
▲ 治理效果:
圖4-9治理前電流波形
圖4-10治理后電流波形
從圖4-9和圖4-10可看出,治理前電流波形發(fā)生畸變,出現(xiàn)多出鋸齒狀;治理后電流波形明顯得到改善,趨向標(biāo)準(zhǔn)正弦波,電能質(zhì)量達(dá)到很大提高,給用電帶來保障。
▲ 現(xiàn)場安裝:
4.6 ANAPF在其它行業(yè)的應(yīng)用
軌道交通
城市軌道交通存在大量熒光燈、UPS電源、變頻器及軟啟動裝置,均會產(chǎn)生大量諧波,使得電力系統(tǒng)正弦波畸變,電能質(zhì)量降低。諧波進(jìn)行綜合治理,給交通、順暢帶來保障。
類似行業(yè)案例:、山東日照機(jī)場、南海三沙市機(jī)場、吉林站西廣場交通樞紐等。
醫(yī)院
醫(yī)院行業(yè)主要是核磁共振機(jī)、CT機(jī)等設(shè)備會產(chǎn)生大量諧波,大量先進(jìn)設(shè)備對供電電源的諧波質(zhì)量要求非常高,如果不進(jìn)行治理,很可能造成檢測數(shù)據(jù)誤差大,設(shè)備之間干擾不能正常工作,造成嚴(yán)重的事故。諧波治理后,降低了用電隱患。
類似行業(yè)案例:陜西榆林*人民醫(yī)院、上海第二康復(fù)醫(yī)院、滁州市第二人民醫(yī)院、安徽六安第六人民醫(yī)院等。
冶金
冶金行業(yè)中大量使用了電弧爐、加熱爐、軋機(jī)等,這些負(fù)載不僅容量大,而且大部分為感性負(fù)荷,在不使用無功補(bǔ)償裝置的情況下,功率因數(shù)極低,且產(chǎn)生大量畸變的諧波,嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)的運(yùn)行和電氣設(shè)備經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。
類似行業(yè)案例:江蘇省鑌鑫特鋼材材料有限公司、宇東能源化工基地等。
體育館、演播廳
體育館、演播這類場所,主要就是大量舞臺燈光、LED屏幕、高桿燈等設(shè)備產(chǎn)生諧波。使得電能質(zhì)量變差,及時進(jìn)行諧波治理可保障設(shè)備本身的使用效果,給用電帶來保障。
類似行業(yè)案例:蘇州澹臺湖會議、廣州文化宮、武漢市教育電視臺演播廳、岳陽市奧體及游泳館等。
產(chǎn)品咨詢