安科瑞 胡燁
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
一、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。
● 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
● 使諧波指標(biāo)滿足標(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;
● 節(jié)能降耗,提高功率因數(shù),節(jié)約電費(fèi),避免罰款。
安科瑞為您提供有源濾波器選型 電能質(zhì)量諧波治理
二、有源濾波器選型 電能質(zhì)量諧波治理 介紹
1、產(chǎn)品介紹
1.1 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:ANAPF系列有源電力濾波器通過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
1.2 產(chǎn)品特點(diǎn)
● DSP+FPGA全數(shù)字控制方式,具有快的響應(yīng)時間,的主電路拓?fù)浜涂刂扑惴?,精度更高、運(yùn)行更穩(wěn)定;
● 一機(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;
● 擁有自主技術(shù)。
2、諧波治理產(chǎn)品
3、產(chǎn)品命名
4、產(chǎn)品設(shè)計理念及安裝說明
電力系統(tǒng)有源濾波器ANAPF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。
4.1整柜安裝
4.2模塊式安裝
ANAPF板載式有源濾波裝置相較于公司前期的立柜式產(chǎn)品來說,體積更小、重量更輕、方便安裝、更美觀,這對產(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
4.2.1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:IP20
質(zhì)量:50KG
4.2.2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:IP20
質(zhì)量:50KG
接線示意圖如下:
該方式相對于傳統(tǒng)整柜式有以下幾項優(yōu)點(diǎn):
(1)每個模塊容量為50A(可在適當(dāng)范圍內(nèi)浮動),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個以上(需加寬柜體尺寸,效果可參照圖5);
(2)可根據(jù)負(fù)載使用變化隨時增、減APF設(shè)備的容量(加、減模塊數(shù)量即可,并對人機(jī)界面作相應(yīng)參數(shù)設(shè)置);
(3)每個模塊單獨(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)多個模塊之間雖有通訊連接,但各臺的故障并不會相互影響其它模塊繼續(xù)工作(補(bǔ)償容量會相應(yīng)減?。?;
(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)計靈活,可作為零部件(模塊)單獨(dú)購買,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)品亦能保證及時投入使用,確??蛻艚?jīng)濟(jì)利益。
三、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,大量醫(yī)療設(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)重的醫(yī)療事故。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)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、演播中心這類場所,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:蘇州澹臺湖會議中心、廣州文化宮、武漢市教育電視臺演播廳、岳陽市奧體中心及游泳館等。