有源滤波装置

概述 　电力系统中大量非线性负荷的应用，会在电力系统中产生较大的谐波污染，谐波次数和谐波电流大小都随着负载或系统的变化而改变。传统的无源滤波装置虽然结构简 单，设备投资少，但它自身存在着一些难以克服的缺点：补偿特性易受电网阻抗和运行状态的影响，易与系统发生谐振导致谐波放大，只能治理固定频率的谐波。有 源滤波装置是近年来针对无源滤波装置的缺点而提出的一种谐波治理新技术，该装置可消除各种形式的谐波，应用于各种谐波污染的工矿场所，尤其适用于快速变化的负载。 型号说明 工作原理 HPAFP型有源滤波装置（APF：Active Power Filter）是通过现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术研制的新型电力谐波治理专用的滤波装置。它通过实时监测负载电流，将模拟电流信号通过高精度、高性能专用硬件运算电路，将负载电流中的谐波分离出来，形成指令信号，送入高速数字信号处理器（DSP）对指令信号进行处理，并以脉宽调制信号形式向变流器送出驱动指令，变流器发出与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，主动对谐波电流进行抵消。 工作原理示意图 技术特点 1.实时跟随，动态补偿 采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测技术，实时检测谐波电流，通过瞬时电流跟踪控制，实现谐波电流动态补偿，自动跟踪电网谐波变化，具有高度可控性和快速响应性。 2.优异的补偿特性 补偿性能不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险，也可以用来抑制供电系统中因谐波引起的系统谐振。 3.补偿方式灵活 一机多能，不仅能治理谐波而且能补偿无功，提高功率因数，既可对单个谐波源独立补偿，也可对多个谐波源集中补偿，治理谐波时还可以实现对指定次谐波进行治理。 4.DSP智能监控 DSP高速检测和运算，确保谐波检测和补偿控制有效，兼具智能监控功能，装置操控灵活，运行参数、工作状态一目了然，故障自动诊断，具备远程通讯接口，可通过PC机实时监控。 5.先进的功率变换设计 采用的IGBT高频开关器件，主电路拓扑为三相桥式全控PWM变流器，具有体积小，效率高，可靠性高的特点，先进的多重化技术实现整机容量的扩展。 技术参数 三线三相系统 适用于带中性线或不带中性线的电网系统，可滤除非零序谐波、补偿无功 供电电源电压 380×（1±15%）V或600×（1±15%）V 可通过变压器应用于6KV、10KV和35KV系统 供电电源频率 50×（1±2%）Hz 单机有效滤波电流能力（RMS） 1 30A 50A 7、100A 150A、200A 300A 可滤除谐波次数 2～50次（消除全部或选定次数的谐波） 滤波程序设定 可对每次谐波进行单独设定 谐波补偿率 ≥95% 全响应时间 ≤10ms 补偿方式 谐波补偿、无功补偿或谐波无功同补 开关频率 等效20KHz 并机运行能力 可达10台 有功功率损耗 ＜3%设备输出容量 显示功能 （用户界面） 1.电网功率.功率因数.各相电压电流值.电流总畸变率.频谱图.电流波形显示。 2.负载总电流值、滤波器输出总电流值显示。 3.运行方式设定、干节点设置、故障信息及运行时间查询。 保护方式 电网过欠压、电网错缺相、装置过流、装置过热、直流母线过欠压。过载自动限流保护。 冷却方式 强制风冷 噪音 ≤65dB 防护等级 IP20（更高防护等级可制定） 安装尺寸 W×D×H （mm） 1 200×260×500 非标尺寸可以按照客户要求生产 重量 （kg） 15 30A 250×300×550 25 50A（壁挂式） 600×400×900 80 50A（立式） 600×400×1200 150 7、100A 600×600×2200 200 150A、200A 800×800×2200 400 300A 1200×1000×2200 500 颜色 RAL7032（或按照用户的要求提供） 进线方式 上进线或下进线 环境 室内安装，建议安装海拔高度不超过1000米 环境温度 -10℃～+45℃ 通讯 远程RS485/RS232/以太网通讯功能可选上位机监控软件（选配） 三相四线系统 适用于带中性线的三相系统，可滤除流过相线和中性线的谐波 供电电源电压 380×（1±15%）V或600×（1±15%）V 可通过变压器应用于6KV、10KV和35KV系统 供电电源频率 50×（1±2%）Hz 单机有效滤波电流能力（RMS） 50A 7、100A 150A、200A 300A 可滤除谐波次数 3～50次（消除全部或选定次数的谐波） 滤波程序设定 可对每次谐波进行单独设定 谐波补偿率 ≥95% 全响应时间 ≤10ms 补偿方式 谐波补偿、无功补偿或谐波无功同补 开关频率 等效20KHz 并机运行能力 可达10台 有功功率损耗 ＜3%设备输出容量 显示功能 （用户界面） 1.电网功率、功率因数、各相电压电流值、电流总畸变率、频谱图、电流波形显示。 2.负载总电流值、滤波器输出总电流值显示。 3.运行方式设定、干节点设置、故障信息及运行时间查询。 保护方式 电网过欠压、电网错缺相、装置过流、装置过热、直流母线过欠压。 过载自动限流保护。 冷却方式 强制风冷 噪音 ≤65dB 防护等级 IP20（更高防护等级可制定） 安装尺寸 W×D×H （mm） 50A（壁挂式） 600×400×900 非标尺寸可以按照客户要求生产 重量 （kg） 80 50A（立式） 600×400×1200 150 7、100A 600×600×2200 200 150A、200A 800×800×2200 400 300A 1200×1000×2200 500 颜色 RAL7032（或按照用户的要求提供） 进线方式 上进线或下进线 环境 室内安装，建议安装海拔高度不超过1000米 环境温度 -10℃～+45℃ 通讯 远程RS485/RS232/以太网通讯功能可选上位机监控软件（选配） 注：谐波补偿率= ILh为补偿前电网的总谐波电流值 ILh为补偿后电网的总谐波电流值 系统接线（HPAPF接线方案示意图） 三相三线制 三相四线制 应用领域 1.通信行业的应用 通信系统数据机房应用了大量的UPS和开关电源，UPS和开关电源的输入级均为不控整流，造成供电系统的谐波污染，以5次、7次、11次谐波为严重，畸变率高达50%。 谐 波干扰会引起通信系统的噪声，降低通话的清晰度，干扰严重时还会引起信号丢失，在谐波和基波的共同作用下引起电话铃响。解决这一问题的有效的方法是安装 有源电力滤波器，通过谐波治理，可以使通讯系统工作在一个洁净的电力环境中，提高系统运行的可靠性，防止事故发生，延长设备的使用寿命。 2.采矿行业的应用 矿井提升机是煤矿生产过程中的重要设备，变频器的配套应用，实现了矿井提升机的软启动和平滑调速，提高了输入电源的功率因数，但是，变频器工作过程中产生大量的谐波，其中5次、7次、11次、13次电流谐波严重超标，使大型采矿场的变压器产**热现象，网损严重，增加电力损耗的同时缩短了变压器的使用寿命。安装有源电力滤波器可以解决系统的谐波污染问题，保证了设备的安全运行，降低了网损，具有一定的节能降耗的意义。 3.轨道交通行业的应用 轨道交通配电系统中非线性负荷主要包括机车牵引装置、机电系统的变频器、UPS电源和节能灯等，其中机车牵引装置因容量较大，一般采用12脉波和24脉波整流，谐波含量已经很小，所以谐波源主要是变频器、UPS电源和日光灯等负载，谐波主要以5次、7次为严重。安装电力有源滤波器可有效的解决轨道交通行业的谐波污染问题。 4.石化行业的应用 石化行业大量使用变频器，变频器的输入级均为6脉不控整流，产生5次、7次、11次、13次等谐波电流，谐波使电力测量仪器产生测量误差，大量谐波的存在会使电量的计量出现严重的偏差，从而直接影响到电能的管理和收费。安装电力有源滤波器可吸收谐波电流，保证计量设备的准确度，提高设备运行的可靠性。 5.钢铁冶炼行业的应用 钢铁冶炼采用了大量的冲击性负载（如电弧炉）和稳定的非线性负载（如变频器等），这些负载工作时电流发生严重畸变，产生大量的谐波。而钢铁冶炼行业在生产过程中使用了很多的PLC等控制电路，这种控制电路对谐波比较敏感，谐波的大小直接影响到生产效率和产品的质量，安装电力有源滤波器可净化电网环境，使各控制回路安全可靠的运行，保证了钢铁冶炼各环节的正常生产，减少了因设备误动作而造成的经济损失。 6.建筑行业的应用 随着楼宇智能化的不断升级，数量众多的小容量非线性负载如计算机、荧光灯、不间断电源、电梯扶梯以及变频空调等被广泛应用于楼宇的各个角落，产生了大量的3次谐波。使得中性线上电流过大，甚到有可能超过相线电流，引起导线过载发热，绝缘损坏，进而发生短路，引起火灾；而且大量敏感设备如计算机在谐波环境中易引起花屏或死机等。安装电力有源滤波器可消除楼宇电网谐波，降低中线电流，为各种敏感设备的可靠运行提供保障。