APF有源電力濾波裝置

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產品名稱：APF有源電力濾波裝置
產品型號：APF
所屬類別：電能管理 > 有源電力濾波裝置
發布時間：2016-06-15
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詳細說明

　1、概述

　　隨著電力電子變流裝置的應用日益廣泛，電能得到了更加充分的利用。但非線性電力裝置設備的廣泛應用產生了大量畸變的電流諧波，畸變電流在電網中的流動導致了諧波電壓;諧波汙染越來越多地威脅到電力係統安全、穩定、經濟運行，給同一網絡的線性負載和其它用戶帶來了極大影響。諧波已與電磁幹擾、功率因數降低並列為電力係統的三大公害。所以了解諧波產生的原理、研究消除供配電係統中的高次諧波問題對改善供電質量和確保電力係統安全經濟運行有著非常積極的意義。諧波測量是諧波問題中的一個重要分支，對抑製諧波、解決諧波產生的問題有著重要的指導作用。因此對諧波的測量和分析是電力係統分析和控製中的一項重要工作，是繼電保護、故障測量等工作開展的重要前提。

　　主要諧波產生源如下表：

　　1.1 諧波的危害

　　使電力元件附加損耗加大，易引發火災。

　　諧波使公用電網中的元件產生附加的損耗，降低了發電、輸電及用電設備的效率。大量三次諧波流過中線會使線路過熱，甚至引起火災。

　　影響電氣設備的正常運行。

　　諧波會影響電氣設備的正常工作，使電機產生機械振動和噪聲等，使變壓器局部嚴重過熱，使電容器、電纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短，以致損壞。

　　引起電網諧振。

　　這種諧振可能使諧波電流放大幾倍甚至數十倍，會對係統，特別是對電容器和與之串聯的電抗器形成很大的威脅，經常使電容器和電抗器燒毀。

　　使繼電保護誤動作，電氣測量誤差過大。

　　諧波會導致繼電保護，特別是微機綜合保護器與自動裝置誤動作，造成不必要的供電中斷和生產損失;諧波還會使電氣測量儀表計量不準確，產生計量誤差，給用電管理部門或電力用戶帶來經濟損失。

　　使工控係統崩潰。

　　臨近的諧波源或較高次諧波會對通信及信息處理設備產生幹擾，輕則產生噪聲，降低通信質量，計算機無法正常工作;重則導致信息丟失，使工控係統崩潰。

　　1.2 諧波治理依據的國家標準

　　GB/T14549-1993 《電能質量：公用電網諧波》

　　GB/T15543-2008 《電能質量：三相電壓允許不平衡度》

　　GB/T12325-2008 《電能質量：供電電壓允許偏差》

　　GB/T12326-2008 《電能質量：電壓波動和閃變》

　　GB/T18481-2001 《電能質量：暫時過電壓和瞬態過電壓》

　　GB/T15945-2008 《電能質量：電力係統頻率允許偏差》

　　GB7625.1-1998 《低壓電氣電子產品發出的諧波電流限值》

　　GB/T15576-1995 《低壓無功功率靜態補償裝置總技術條件》

　　2、有源電力濾波裝置

　　2.1 型號說明

　　2.2 工作原理

　　ANAPF係列有源電力濾波裝置，以並聯方式接入電網，通過實時檢測負載的諧波和無功分量，采用PWM變流技術，從變流器中產生一個和當前諧波分量和無功分量對應的反向分量並實時注入電力係統，從而實現諧波治理和無功補償。

　　原理如下圖：

　　2.3 主要技術特點

　　DSP+FPGA全數字控製方式，具有極快的響應時間;

　　先進的主電路拓撲和控製算法，精度更高、運行更穩定;

　　一機多能，既可補諧波，又可兼補無功;

　　模塊化設計，便於生產調試;

　　便利的並聯設計，方便擴容;

　　具有完善的橋臂過流、保護功能;

　　使用方便，易於操作和維護。

　　2.4 技術參數

接線方式	三相三線或三相四線
接入電壓	3×400v +10%～-10%
接入頻率	50Hz±2%
動態補償響應時間	全響應時間<20ms
開關頻率	10kHz
功能設置	隻補償諧波、隻補償無功、既補償諧波又補償無功；手動、自動切換。
諧波補償次數	2-21次
保護類型	直流過壓　IGBT過流　裝置溫度保護
過載保護	自動限流在設定值，不發生過載
冷卻方式	智能風冷
噪音	< 65db(處於櫃內並運作於額定狀態)
工作環境溫度	-10度～+45度
工作環境濕度	<85%RH不凝結
海拔高度	≤1000m（更高海拔需降容使用）
智能通訊接口	外加模塊
遠程監控	可選
進出線方式	上進下出
防護等級	IP20
外形尺寸(mm) (W×D×H)	30A	50A	75A	100A
	600×500×1500	600×500×1500	600×500×1800	800×600×2200
重量(kg)	三相四線		三相三線
	30A、50A	75A、100A	30A、50A	75A、100A
	280	360	240	290
說明： 1、可以通過實測數據確定補償電流，或通過電力係統詳細信息（單線圖、變壓器、負荷情況等）計算出補償電流； 2、三線係統需配置2個或3個CT（用於A相和C相），四線係統需要配置3個CT（用於A相、B相和C相）。

　　2.5 濾波方案選擇框圖

　　2.6 安裝技術要求

　　2.6.1 布置要求

　　ANAPF一般為標準櫃式結構，安裝時應避免倒置或平放，外形尺寸由所選諧波補償電流值決定，平麵布置形式一般由諧波電流補償點位置決定。其平麵布置要求如下

　　1)離牆安裝：正常情況下建議與低壓開關櫃並列離牆布置，正麵操作，雙麵維護，背麵維護通道不小於800mm。

　　2)靠牆安裝：ANAPF也可靠牆布置，正麵操作，正麵維護。

　　3)電氣設計人員在考慮係統接線及平麵布置時應注意將ANAPF的補償接入點盡量靠近補償對象，並處於采樣CT的上遊，或在末端預留空間供設計安裝，CT采樣處下遊不能包含容性負荷。平麵布置示意如下圖：

　　4)ANAPF所有正常情況下不帶電的金屬外殼均應根據設計要求的接地製式(TN-S、TN-C-S、TT等)嚴格做好相應的保護接零或保護接地。

　　2.6.2 互感器的安裝

　　1)互感器的P1端指向電網，P2端指向負載。

　　2)互感器與ANAPF的接線如下圖所示：

　　3)注意互感器的進出線要一致且方向正確。

　　4)安裝電纜規格如下表：

　　安裝電纜與CT采樣線截麵積

　　2.7 主要應用範圍及場合

　　機場：主控室、計算機房、廣播係統、EIB燈光調光係統等。

　　醫院：ICU(重症監護室)、MRI(磁共振成像)、手術室、醫學成像室、放療科等。

　　劇場、體育館：解決由於諧波造成的EIB調光設備及其它控製設備的損壞。

　　學校：精密實驗室、機房、網絡中心等。

　　研究所：精密儀器、機房、高精密設備集中區域等。

　　大型商場：解決由於節能燈大量應用造成的諧波問題。

　　銀行：計算機中心、營業部計算機、安防係統等。

　　稅務、工商：大型計算機中心等。

　　電信機房：移動基站。

　　工廠：生產線的PLC、計算機控製設備、高精度機床、PCS係統、計量/稱重係統等。

　　電視台：圖像設備、調光設備、計算機等。

　　3、有源電力濾波功能模塊介紹

　　3.1 控製器模塊

　　APF有源電力濾波裝置控製器主要由：DSP(數字信號處理器)、FPGA邏輯器件、AD信號采樣電路、DI/DO輸入輸出控製電路、PWM波形控製電路、RS485通訊電路等組成，主要用來完成電壓、電流等信號的采集和處理、指令電流的計算、開關電路的生成、PWM信號的輸出、係統對外通訊與係統保護等功能。控製係統是有源濾波器的核心，它決定了有源電力濾波器係統的主要性能和指標。

　　命名規則

　　外形尺寸(單位：mm)

　　技術參數

　　3.2 變流器模塊

　　APF有源電力濾波裝置變流器的核心是儲能電容和IGBT模塊。變流器的作用主要是將電網的電壓經IGBT功率模塊整流後為儲能電容充電，使母線電壓維持在某個穩定的值，在這個過程中變流器主要工作在整流狀態，當主電路產生補償電流時，變流器又工作在逆變狀態。考慮到產品是在電網中長時間運行的，因此直流支撐電容采用薄膜電容，功率模塊采用德國原裝產品，以確保整機質量。變流器的選擇根據補償電流的大小而有所不同。

　　命名規則