低压有源滤波器 有源滤波器 厂家
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关 键 词:低压有源滤波器
行 业:电气 电工仪器仪表 现场仪表
发布时间:2020-06-15
1、谐波治理方案选择
根据对机场助航灯光系统谐波参数的分析和国家谐波治理标准,我们对机场谐波抑制方案进行了选择。
目前电力系统谐波治理主要存在两大主流方式:无源滤波技术和有源滤波技术。机场灯光站采用的大功率电力半导体调光设备,会产生大量高次谐波(主要是3 倍次谐波以外的所有奇次谐波),而无源滤波器对每次谐波都要单独设计单谐振滤波器,设计参数要跟系统阻抗有关(计算系统阻抗很繁琐,并且系统逐年扩建,系统阻抗也会变化);无源滤波不能对谐波完全消除,反而存在着放大谐振的危险;电容的老化也会使原来设计谐振点偏移而达不到滤除目标谐波的目的;无源滤波系统适合负荷单一、稳定的场合。
与无源滤波器相比,有源滤波系统具有高度可控性和快速响应性(≤1ms),能补偿各次谐波,可抑制闪变、补偿无功,有一机多能的特点;在性价比上较为合理;滤波特性不受系统阻抗的影响,可消除与系统阻抗发生谐振的危险;具有自适应功能,可自动跟踪补偿变化着的谐波。其基本原理是从谐波源(被补偿对象)负载回路中检测出谐波电流,由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而相位相反的补偿电流波形,用以抵消谐波源负载所产生的谐波电流,从而使电网侧电流只含有基波分量。
ANAPF有源滤波装置专门针对此类工况特点的低压配电系统而设计,该装置滤波效率高、实时跟踪、响应速度快特点,可高效滤除负载谐波,抑制系统振荡,提高电网的稳定性,同时取得明显的节能降耗和供电设备增容的效果。
2、ANAPF低压有源滤波器在医院建筑中的应用案例
某机场供电系统的基本状况如下:供电容量较大,供电电压以110/10/0.4KV 等级为主,机场设备较多且分散,用电量大,部分为专用设备,负荷有一定冲击性,供配电系统三相基本平衡,低压部分进行了集中无功补偿。
以1#助航灯光站为例进行谐波分析,1#助航灯光站包括2台500KVA变压器和一台150kVA柴油发电机备。主要用电设备为机场助航灯光设备。
2.1 ANAPF有源滤波装置的工作原理
ANAPF系列有源电力滤波装置,以并联方式接入电网,通过实时检测负载的谐波和无功分量,采用PWM变流技术,从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入电力系统,从而实现谐波治理和无功补偿。
原理如下图:
2.2 ANAPF有源滤波装置投入前后对比
(1)有源滤波器投入前功率、电流波形畸变严重,谐波治理后波形趋于正弦波,谐波治理的工作达到了预期的目标和效果;
(2)有源滤波器投入后功率因数波形畸变情况明显改善,谐波治理前分别为-0.805,-1.000,-1.000,治理后分别为0.925,0.394,0.347。
治理前电流波形 治理后电压波形
治理前单相功率波形图 治理后单相功率波形图
治理前功率因素和总畸变率 治理前功率因素和总畸变率
从附图的对比中可以看出:同种负载条件下,投入使用ANAPF有源滤波器后,电能质量改善的同时,又节省了电能;功率因数的大幅度提高,提升了变压器、发电机的供电容量,从而解决了系统发电机带全负荷运行时控制设备失调的问题。
5.3安装要求
ANAPF一般为标准柜式结构,安装时应避免倒置或平放,外形尺寸由所选谐波补偿电流值决定,平面布置形式一般由谐波电流补偿点位置决定。其平面布置要求如下:
1)离墙安装:正常情况下建议与低压开关柜并列离墙布置,正面操作,双面维护,背面维护通道不小于800mm。
2)靠墙安装:ANAPF也可靠墙布置,正面操作,正面维护。
3)电气设计人员在考虑系统接线及平面布置时应注意将ANAPF的补偿接入点尽量靠近补偿对象,并处于采样CT的上游,或在末端预留空间供设计安装,CT采样处下游不能包含容性负荷。平面布置示意如下图:
变电所平面布置图
4)ANAPF所有正常情况下不带电的金属外壳均应根据设计要求的接地制式(TN-S、TN-C-S、TT等)严格做好相应的保护接零或保护接地。
在其它行业的应用
轨道交通
城市轨道交通存在大量荧光灯、UPS电源、变频器及软启动装置,均会产生大量谐波,使得电力系统正弦波畸变,电能质量降低。谐波进行综合治理,给交通安全、顺畅带来保障。
类似行业案例:、山东日照机场、南海三沙市机场、吉林站西广场交通枢纽等。
行业主要是核磁共振机、CT机等设备会产生大量谐波,大量先进医疗设备对供电电源的谐波质量要求非常高,如果不进行治理,很可能造成检测数据误差大,设备之间干扰不能正常工作,造成严重的医疗事故。谐波治理后,降低了用电隐患。
类似行业案例:陕西榆林、上海第二康复、滁州市第二、安徽六安第六等。
冶金
冶金行业中大量使用了电弧炉、加热炉、轧机等,这些负载不仅容量大,而且大部分为感性负荷,在不使用无功补偿装置的情况下,功率因数极低,且产生大量畸变的谐波,严重危害电力系统的安全运行和电气设备安全经济地运行。
类似行业案例:江苏省镔鑫特钢材材料有限公司、宇东能源化工基地等。
体育馆、演播厅
体育馆、演播中心这类场所,主要就是大量舞台灯光、LED屏幕、高杆灯等设备产生谐波。使得电能质量变差,及时进行谐波治理可保障设备本身的使用效果,给用电带来保障。
类似行业案例:苏州澹台湖会议中心、广州文化宫、武汉市教育电视台演播厅、岳阳市奥体中心及游泳馆等。
ANSVG无功谐波混合补偿装置
1、概述
目前,根据行业的发展情况以及市场的需求,ANSVG-S-A系列混合动态消谐补偿装置应用最新科技,以SVC的经济性和APF滤波的强效型等特点为基础,将两者技术相结合,突破传统无功补偿技术,在有效降低成本的同时,达到最佳谐波治理与无功补偿效果。
ANSVG-S-A系列混合动态消谐补偿装置主要用于补偿电网中的无功电流,谐波电流以及不平衡电流等,以此达到提高用电效率、节能以及改善电能质量的目标。
2、产品介绍
2.1 工作原理
ANSVG-S-A系列无功有源滤波混合补偿装置并联在整个供电系统中,通过互感器采集信号,根据电网中负载功率因数及谐波含量的变化控制内部的无功补偿模块与有源滤波模块对系统进行无功补偿及有源滤波。其原理为:ANSVG低压无功功率补偿装置通过CT采集电流、电压信号,通过控制器计算,计算出无功补偿与有源滤波的最佳方案,对系统进行有效的电能质量管理。如下图所示:
ANSVG-S-A无功有源混合补偿装置原理图
2.2 执行标准
● GB/T14549-1993 《电能质量:公用电网谐波》
● GB/T15543-2008 《电能质量:三相电压不平衡度》
● GB/T12325-2008 《电能质量:供电电压偏差》
● GB/T12326-2008 《电能质量:电压波动和闪变》
● GB/T18481-2001 《电能质量:暂时过电压和瞬态过电压》
● GB/T15945-2008 《电能质量:电力系统频率偏差》
● GB7625.1-2012 《电磁兼容 限值 谐波电流发射限值》
● GB/T15576-2008 《低压成套无功功率补偿装置》
2.3 产品特点
● 控制方式灵活,采用先进的主电路拓扑和控制算法,响应速度快、补偿精度高,运行稳定;
● 一机多能,即可补偿谐波,又可兼补无功,高性价比;
● 模块化设计;
● 采用可靠的电容电抗器组合,防止出现谐振,完善的自身保护功能。
● 采用7英寸大屏幕彩色触摸屏以实现参数设置和控制,使用方便,易于操作和维护;
2.4 产品型号及说明
2.5 技术参数
表2-1 ANSVG-S-A无功有源混合补偿装置
3、产品应用
3.1 容量选型
为了方便进行快速选型,首先将行业进行分类,各行业所属类别如下表
根据变压器容量与行业类别快速选型如下:
备注:表格中为理论值,与实际测量值可能存在偏差。
3.2 上图示例
有源滤波器和无源滤波器有什么区别?
工具材料:
有源滤波器
无源滤波器
操作方法:
有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
之所以称为有源,顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波),其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿),实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功;三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论;APF有并联型和串联型两种,前者用的多;并联有源滤波器主要是治理电流谐波,串联有源滤波器主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波器同无源滤波器比较,治理效果好,主要可以同时滤除多次及高次谐波,不会引起谐振,但是价位相对高!
有源电力滤波器,是采用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制成的新型电力谐波治理设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流,并将模拟电流信号转换为数字信号,送入高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理,将谐波与基波分离,并以脉宽调制(PWM)信号形电路送出驱动脉冲,驱动IGBT或IPM功率模块,生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网,对谐波电流进行补偿或抵消,主动消除电力谐波。
无源滤波器,又称LC滤波器,是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路,可滤除某一次或多次谐波,普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联,可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路,使谐波流入到滤波装置中。单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低等优点,至今仍是被广泛应用谐波治理方法。
LBFC系列无源滤波补偿装置,主要由滤波电容器、滤波电抗器、无感电阻组成的LC滤波电路,根据谐波电流的成分、大小及无功需求来设计各滤波支路,采用专业仿真软件计算、设计、校验,使装置设计优化,能够在降低成本的同时,高效滤除系统谐波、补偿无功。特别适用于变频器负载系统、,能够解决负载所在系统发热升温、噪声增大、电容补偿投切不上、电路元器件损毁等谐波电流过高引起的危害和故障。
无源滤波器,又称LC滤波器,是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路,可滤除某一次或多次谐波,普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联,可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路,使谐波流入到滤波装置中。单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低等优点,至今仍是被广泛应用谐波治理方法。LBFC系列无源滤波补偿装置,主要由滤波电容器、滤波电抗器、无感电阻组成的LC滤波电路,根据谐波电流的成分、大小及无功需求来设计各滤波支路,采用专业仿真软件计算、设计、校验,使装置设计优化,能够在降低成本的同时,高效滤除系统谐波、补偿无功。特别适用于变频器负载系统、能够解决负载所在系统发热升温、噪声增大、电容补偿投切不上、电路元器件损毁等谐波电流过高引起的危害和故障。
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