安科瑞 胡燁
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
一、低壓有源電力濾波裝置APF 功能:
ANAPF系列有源電力濾波器通過(guò)電流互感器采集系統(tǒng)諧波電流,經(jīng)控制器快速計(jì)算并提取各次諧波電流的含量,產(chǎn)生諧波電流指令,通過(guò)功率行器件產(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。
二、低壓有源電力濾波裝置APF應(yīng)用范圍:
適用于并聯(lián)在含諧波負(fù)載的低壓配電系統(tǒng)中,能夠?qū)?dòng)態(tài)變化的諧波電流進(jìn)行快速實(shí)時(shí)的跟蹤和補(bǔ)償。
三、訂貨范例:
具體型號(hào):ANAPF150-380/BGL
技術(shù)要求:諧波補(bǔ)償電流150A,線電壓等級(jí)380V 。
接線方式:三相四線
安裝方式:立柜式
互感器接線方式:負(fù)載側(cè)
四、技術(shù)參數(shù):
五、產(chǎn)品選型:
該產(chǎn)品為并聯(lián)型有源電力濾波器,其命名方式為:
其中諧波補(bǔ)償電流的大小可安排售前工程師協(xié)助測(cè)量或根據(jù)變壓器容量和行業(yè)類型自行估算后選擇,計(jì)算方法見(jiàn)公式(1)。
...................................... 公式(1)
其中 為變壓器負(fù)荷率,即負(fù)荷占變壓器額定容量的比例,通常取0.6~0.8;
為電流總諧波畸變率,各行業(yè)略有不同,具體數(shù)值參見(jiàn)上文表1;
為變壓器額定容量,單位KVA;
為低壓系統(tǒng)電壓,一般取0.38~0.4。
六、產(chǎn)品介紹
ANAPF板載式有源濾波裝置是我公司研發(fā)的電能補(bǔ)償裝置的一種,采用現(xiàn)代電力電子技術(shù),基于高速全數(shù)字控制方式的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理設(shè)備。它由指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路兩個(gè)主要部分組成。與傳統(tǒng)無(wú)源濾波器(相當(dāng)于給諧波電流提供了接近于0的低阻抗通道,以免諧波電流注入系統(tǒng))相對(duì)比,有源濾波裝置通過(guò)IGBT逆變模塊實(shí)現(xiàn)了各次諧波的動(dòng)態(tài)濾除。
6.1 ANAPF板載式有源濾波裝置工作原理
ANAPF板載式有源濾波裝置可以通過(guò)外部電流互感器,實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載電流,并通過(guò)內(nèi)部DSP計(jì)算,提取并計(jì)算出負(fù)載電流的諧波成分,然后通過(guò)PWM信號(hào)發(fā)送給內(nèi)部IGBT,控制逆變器產(chǎn)生一個(gè)和負(fù)載諧波電流大小相等,方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中抵消對(duì)應(yīng)諧波電流,達(dá)到濾波目的。工作原理圖及補(bǔ)償示意如圖1所示。
圖1 ANAPF工作原理及對(duì)應(yīng)波形示意
6.2 ANAPF板載式有源濾波裝置結(jié)構(gòu)介紹及優(yōu)勢(shì)分析
ANAPF板載式有源濾波裝置相較于公司前期的立柜式產(chǎn)品來(lái)說(shuō),體積更小、重量更輕、方便安裝、更美觀,這對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)安排和內(nèi)部集成度有了更高的要求。我司生產(chǎn)的ANAPF有源濾波裝置分為兩種安裝方式:抽屜式、壁掛式
6.2.1抽屜式模塊
抽屜式板載模塊外觀如圖所示:
其主要參數(shù)如下:
外形尺寸485×610×275 (寬*深*高)
額定電流:50A(可按照需求適當(dāng)提高)
額定電壓:AC380V
接線方式:三相三線或三相四線
進(jìn)線方式:后進(jìn)后出
額定頻率:50Hz
模塊殼體顏色:RAL9004
防護(hù)等級(jí):IP20
質(zhì)量:50KG
6.2.2壁掛式模塊
壁掛式板載模塊外觀如圖所示:
其主要參數(shù)如下:
外形尺寸485×275×610 (寬*深*高)
額定電流:50A(可按照需求適當(dāng)提高)
額定電壓:AC380V
接線方式:三相三線或三相四線
進(jìn)線方式:上進(jìn)上出
額定頻率:50Hz
模塊殼體顏色:RAL7035
防護(hù)等級(jí):IP20
質(zhì)量:50KG
接線示意圖如下:
其中壁掛式結(jié)構(gòu)適用于負(fù)荷容量較小或場(chǎng)地緊湊的場(chǎng)合,一般為單柜獨(dú)立運(yùn)行時(shí)使用;抽屜式結(jié)構(gòu)多采用多模塊并聯(lián)安裝在抽屜柜體中的安裝方式,可根據(jù)實(shí)際補(bǔ)償容量需求增減柜體內(nèi)模塊數(shù)量,適用于大負(fù)荷容量的場(chǎng)合。目前我司常規(guī)產(chǎn)品較大的為6個(gè)模塊組合,并且正在向更多模塊數(shù),更大容量化方面研究與發(fā)展。其抽屜柜安裝效果圖如圖4所示。
該方式相對(duì)于傳統(tǒng)整柜式有以下幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn):
(1)每個(gè)模塊容量為50A(可在適當(dāng)范圍內(nèi)浮動(dòng)),相同的柜體格局下有更多容量選擇,并可根據(jù)客戶實(shí)際需求增加模塊數(shù)量至6個(gè)以上(需加寬柜體尺寸,效果可參照?qǐng)D5);
(2)可根據(jù)負(fù)載使用變化隨時(shí)增、減APF設(shè)備的容量(加、減模塊數(shù)量即可,并對(duì)人機(jī)界面作相應(yīng)參數(shù)設(shè)置);
(3)每個(gè)模塊單獨(dú)安裝散熱單元,并可在柜體上加裝散熱風(fēng)扇,散熱效果良好,故障率低;
(4)多個(gè)模塊之間雖有通訊連接,但各臺(tái)的故障并不會(huì)相互影響其它模塊繼續(xù)工作(補(bǔ)償容量會(huì)相應(yīng)減?。?/span>
(5)后期維護(hù)方便,可實(shí)現(xiàn)故障模塊單獨(dú)維修、更換;維護(hù)期間ANAPF有源濾波裝置可持續(xù)工作。
(6)結(jié)構(gòu)精巧,設(shè)計(jì)靈活,可作為零部件(模塊)單獨(dú)購(gòu)買,嵌入第三方柜體;柜型外觀、尺寸的改變基本不影響內(nèi)部安裝和整體使用效果。
(7)生產(chǎn)周期短,即使是非常規(guī)要求產(chǎn)品亦能保證及時(shí)投入使用,確??蛻艚?jīng)濟(jì)利益。
圖4 模塊化組合式安裝示意圖 圖5 兩列模塊組裝效果示意圖
6.3 ANAPF板載式有源濾波裝置的補(bǔ)償效果
下面是某負(fù)載的產(chǎn)品應(yīng)用效果圖,其諧波含量在26%左右,通過(guò)電能質(zhì)量分析儀PW3198的分析可以幫助我們很直觀的看到補(bǔ)償效果。
補(bǔ)償前網(wǎng)側(cè)諧波畸變率 補(bǔ)償前網(wǎng)側(cè)諧波畸變率
補(bǔ)償后諧波電流含量?jī)H為4%,低于國(guó)標(biāo)對(duì)0.38KV電網(wǎng)的要求5%,以C相為例,對(duì)應(yīng)的各次諧波含量清單如下:
補(bǔ)償前C相各次諧波含量 補(bǔ)償后C相各次諧波含量
從波形來(lái)看效果可以更直觀的看到補(bǔ)償效果:補(bǔ)償前電流波形為M形,補(bǔ)償后已變?yōu)檎也?,效果良好?
補(bǔ)償前電壓電流波形 補(bǔ)償前電壓電流波形
7、產(chǎn)品相關(guān)證書(shū)
型式試驗(yàn)報(bào)告和CE證書(shū)
ANAPF板載式有源濾波裝置在原有立柜、抽屜、壁掛式產(chǎn)品基礎(chǔ)上,進(jìn)一步縮小了體積并減輕重量;由于其采用了高集成化模塊設(shè)計(jì),后期維護(hù)變得更加輕松、便利,而且治理效果也更顯著。其不僅能治理諧波,也能補(bǔ)償無(wú)功:地治理諧波,可改善電能質(zhì)量使設(shè)備誤動(dòng)作率大大降低,從而提高電氣設(shè)備利用率和產(chǎn)品合格率,既保證了電網(wǎng)運(yùn)行,又能降低用戶的電力損耗;而地補(bǔ)償無(wú)功,使功率因數(shù)高達(dá)0.98以上,則避免了用戶因功率因數(shù)不足而被罰款,也為用戶帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。由此可見(jiàn),選用ANAPF板載式產(chǎn)品,對(duì)電網(wǎng)設(shè)施和用戶設(shè)備都有大的益處,可以說(shuō)是實(shí)現(xiàn)了供用電雙方的共贏。