<sup id="oogei"><wbr id="oogei"></wbr></sup>
<sup id="oogei"><noscript id="oogei"></noscript></sup>
<acronym id="oogei"><noscript id="oogei"></noscript></acronym>
<object id="oogei"><wbr id="oogei"></wbr></object>
<sup id="oogei"><noscript id="oogei"></noscript></sup>
<sup id="oogei"><wbr id="oogei"></wbr></sup>
您好,歡迎進(jìn)入安科瑞電氣股份有限公司網(wǎng)站!
一鍵分享網(wǎng)站到:
安全用電云平臺
產(chǎn)品搜索
PRODUCT SEARCH
產(chǎn)品分類
PRODUCT CLASSIFICATION
您現(xiàn)在的位置:首頁 >> 技術(shù)文章 >> 諧波抑制與有源濾波裝置應(yīng)用

諧波抑制與有源濾波裝置應(yīng)用

瀏覽次數(shù):1501更新日期:2013-09-30

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司   嘉定   201801  

 

【摘要】:本文分析了電力系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的原因,總結(jié)了抑制諧波的措施分析了無源濾波裝置和有源濾波裝置在諧波治理中的應(yīng)用;分析總結(jié)了有源濾波裝置的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】:諧波  無源濾波器  有源濾波器  ANAPF


【正文】:

1  前言

在電力系統(tǒng)中,正常的電壓和電流波形應(yīng)當(dāng)是頻率為50Hz的正弦波,但是實(shí)際的波形總有不同程度的畸變,這就是諧波所致。隨著電力技術(shù)的飛速發(fā)展,諧波所造成的危害也日趨嚴(yán)重,諧波污染已成為阻礙電力技術(shù)發(fā)展的重大障礙之一 1 ]。

電力系統(tǒng)中諧波的產(chǎn)生大致有三種來源( 1)來源于發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)由于三相繞組在制作上很難做到對稱,鐵心也很難做到均勻一致,以及其他一些原因,發(fā)電機(jī)多少也會產(chǎn)生一些諧波,但一般來說很少; (2)來源于輸配電系統(tǒng)。輸配電系統(tǒng)中主要是電力變壓器產(chǎn)生諧波,由于變壓器含有鐵心,鐵心具有磁飽和性,鐵心飽和后是非線性的,變壓器鐵心常工作在磁通密度較高的區(qū)段,磁化曲線更陡,更易產(chǎn)生諧波。據(jù)統(tǒng)計由電力變壓器產(chǎn)生的諧波中,其中的3次諧波電流可達(dá)額定電流的15%( 3)來源于各種電氣設(shè)備。主要包括一些電力電子整流設(shè)備,變頻裝置,電弧爐、電石爐,氣體放電類電光源等等。據(jù)統(tǒng)計,由整流裝置產(chǎn)生的諧波占電力系統(tǒng)所有諧波的近40%,這是zui大的諧波源。

本文根據(jù)諧波產(chǎn)生的特點(diǎn),總結(jié)了抑制諧波的措施,分析無源濾波裝置和有源濾波裝置在諧波治理中的應(yīng)用。分析了目前有源濾波器的主要研究方向及有源濾波器設(shè)計的一種新思路。

 

2 諧波治理

 

2.1 諧波治理的標(biāo)準(zhǔn)

諧波的危害和影響引起了世界各國高度重視,為了保證電網(wǎng)和用電設(shè)備的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,目前許多國家、組織以及一些大電力公司都制定了相應(yīng)的諧波標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T14549-1993 《電能質(zhì)量:公用電網(wǎng)諧波》[ 2 - 3]

GB/T15543-2008 《電能質(zhì)量:三相電壓允許不平衡度》

GB/T12325-2008 《電能質(zhì)量:供電電壓允許偏差》

GB/T12326-2008 《電能質(zhì)量:電壓波動和閃變》

GB/T18481-2001 《電能質(zhì)量:暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓》

GB/T15945-2008 《電能質(zhì)量:電力系統(tǒng)頻率允許偏差》

GB7625.1-1998  《低壓電氣電子產(chǎn)品發(fā)出的諧波電流限值》

GB/T15576-1995 《低壓無功功率靜態(tài)補(bǔ)償裝置總技術(shù)條件》

各諧波標(biāo)準(zhǔn)宗旨大同小異,都是基于以下三個目的:

(1)將電力系統(tǒng)電流和電壓波形的畸變控制到系統(tǒng)及其所接設(shè)備能夠允許的水平。

(2)以符合用戶需要的電壓波形向用戶供電。

(3)不干擾其他系統(tǒng)如通訊系統(tǒng)的正常工作。

2.2 諧波治理的措施

針對諧波產(chǎn)生的特點(diǎn)諧波治理的措施主要有以下3種形式:(1)主動治理,即從諧波源出發(fā),使諧波源不產(chǎn)生諧波或降低諧波源產(chǎn)生的諧波; (2)受端治理。即從受到諧波影響的設(shè)備或系統(tǒng)出發(fā),提高它們的抗諧波干擾能力; (3)被動治理,即外加濾波裝置,阻止諧波源產(chǎn)生的諧波注入電網(wǎng),或者阻止電力系統(tǒng)的諧波流入負(fù)載端。

目前應(yīng)用較廣的是采用被動治理的措施,外加濾波裝置。目前主要方式為無源濾波器和有源濾波器,以阻止諧波源產(chǎn)生的諧波注入電網(wǎng),或者阻止電力系統(tǒng)的諧波流入負(fù)載端。

雖然無源濾波器具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)階段廣泛用于配電網(wǎng)中,但由于濾波器特性受系統(tǒng)參數(shù)影響大,只能特定的幾次諧波,而對某些次諧波會產(chǎn)生放大作用,甚至諧振現(xiàn)象等技術(shù)缺陷,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,人們將濾波研究方向逐步轉(zhuǎn)向有源濾波器。

相比無源濾波器,有源濾波器具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)濾波性能不受系統(tǒng)阻抗的影響。

(2)不會與系統(tǒng)阻抗發(fā)生串聯(lián)或并聯(lián)諧振,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化不會影響治理效果。

(3)原理上比PPF更為*,用一臺裝置就能完成各次諧波的治理。

(4)可實(shí)現(xiàn)動態(tài)治理,能夠迅速響應(yīng)諧波的頻率和大小發(fā)生的變化。

(5)由于裝置本身能完成輸出限制,因此即使諧波含量增大也不會過載。

(6)具備多種補(bǔ)償功能,可以對無功功率和負(fù)序進(jìn)行補(bǔ)償。

(7)諧波補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)頻率變化的影響。

(8)可以對多個諧波源進(jìn)行集中治理。

安科瑞公司ANAPF系列有源電力濾波裝置作為一種用于動態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置,它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償,其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)(傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償),實(shí)現(xiàn)了動態(tài)跟蹤補(bǔ)償,而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無功是諧波治理和無功補(bǔ)償?shù)?選擇,是確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的有力保障。

 

3 ANAPF系列有源電力濾波裝置

作為供電質(zhì)量的一項關(guān)鍵技術(shù),目前有源電力濾波器在日本、美國、德國等發(fā)達(dá)工業(yè)國家已廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)的各個生產(chǎn)部門,并且諧波補(bǔ)償?shù)拇螖?shù)逐步提高,單機(jī)裝置的容量也逐步提高,其應(yīng)用領(lǐng)域正從補(bǔ)償用戶自身的諧波向整個電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的方向發(fā)展。

 

3.1 ANAPF有源電力濾波裝置的工作原理

ANAPF系列有源電力濾波裝置,以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng),通過實(shí)時檢測負(fù)載的諧波和無功分量,采用PWM變流技術(shù),從變流器中產(chǎn)生一個和當(dāng)前諧波分量和無功分量對應(yīng)的反向分量并實(shí)時注入電力系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)諧波治理和無功補(bǔ)償。(見圖1)

圖1  ANAPF有源電力濾波裝置的工作原理圖

3.2 ANAPF有源電力濾波裝置的技術(shù)參數(shù)

接線方式

三相三線或三相四線

接入電壓

3×380V ±10%

接入頻率

50Hz ±2%

動態(tài)補(bǔ)償響應(yīng)時間

動態(tài)響應(yīng)<4ms,全響應(yīng)時間<20ms;

開關(guān)頻率

10kHz

功能設(shè)置

只補(bǔ)償諧波、只補(bǔ)償無功、既補(bǔ)償諧波又補(bǔ)償無功;手動、自動切換。

諧波補(bǔ)償次數(shù)

2-21次

保護(hù)類型

直流過壓 IGBT過流 裝置溫度保護(hù)

過載保護(hù)

自動限流在設(shè)定值,不發(fā)生過載

冷卻方式

智能風(fēng)冷

噪音

< 65db(處于柜內(nèi)并運(yùn)作于額定狀態(tài))

工作環(huán)境溫度

-10℃~+45℃

工作環(huán)境濕度

<85%RH 不凝結(jié)

安裝場合

室內(nèi)安裝

海拔高度

≤1000m(更高海拔需降容使用)

進(jìn)出線方式

下進(jìn)下出

防護(hù)等級

IP21

智能通信接口

RS485/MODBUS-RTU

遠(yuǎn)程監(jiān)控

可選

外形尺寸(mm)

(W×D×H)

30A

50A

7

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

7、100A

30A、50A

7、100A

280

360

240

290

 

3.3 ANAPF有源電力濾波裝置的功能模塊

控制器模塊APFMC-C100

主要由:DSP(數(shù)字信號處理器)、FPGA邏輯器件、AD信號采樣電路、DI/DO輸入輸出控制電路、PWM波形控制電路、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(guān)電路的生成、PWM信號的輸出、系統(tǒng)對外通訊與系統(tǒng)保護(hù)等功能??刂葡到y(tǒng)是有源濾波器的核心,它決定了有源電力濾波器系統(tǒng)的主要性能和指標(biāo)。

變流器模塊APFCOV

其核心是儲能電容和IGBT模塊。變流器的作用主要是將電網(wǎng)的電壓經(jīng)IGBT功率模塊整流后為儲能電容充電,使母線電壓維持在某個穩(wěn)定的值,在這個過程中變流器主要工作在整流狀態(tài),當(dāng)主電路產(chǎn)生補(bǔ)償電流時,變流器又工作在逆變狀態(tài)。考慮到產(chǎn)品是在電網(wǎng)中長時間運(yùn)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(chǎn)品,以確保整機(jī)質(zhì)量。變流器的選擇根據(jù)補(bǔ)償電流的大小而有所不同。

電抗器模塊APF-RE.DG、APF-RE.SDG

APF電抗器起濾波作用,濾除APF發(fā)出的電網(wǎng)不需要的諧波。電抗器可分為單相和三相,電流從1到200A等多種規(guī)格。

人機(jī)操作界面APF-HMI

APF柜在工作時,系統(tǒng)可以監(jiān)測其網(wǎng)側(cè)電流、APF橋臂電流以及負(fù)載側(cè)電流,用戶可以通過HMI來對APF的運(yùn)行模式進(jìn)行設(shè)置,對于運(yùn)行中出現(xiàn)的問題,可以產(chǎn)生對應(yīng)的事件記錄。HMI就是我司針對電力系統(tǒng),工礦企業(yè),公用設(shè)施,智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的一種智能儀表,它采用高亮度TFT-LCD彩屏顯示界面,通過面板按鍵來實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和控制,集成全部電力參數(shù)的測量、全面的電能計量和考核管理、多種電力質(zhì)量參數(shù)的分析。

配套的電流采樣互感器AKH-0.66-K

 

3.4 技術(shù)優(yōu)勢

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;

模塊化設(shè)計,便于生產(chǎn)調(diào)試;

便利的并聯(lián)設(shè)計,方便擴(kuò)容;

具有完善的橋臂過流、保護(hù)功能;

使用方便,易于操作和維護(hù)。

 

3.5 有源濾波器報價及元件清單

型號:ANAPF100-400/B

參考價格:12萬元/臺

主要產(chǎn)品明細(xì):

序號

名    稱

型    號

數(shù)量

1

APF電氣柜

800X600X2200

1

2

變流器

APFCOV-CVT100

1

3

控制器

APFMC-C100

1

4

電抗器

APF-RE.(S)DG-100

1

5

有源電流互感器

LT208-S7

3

6

濾波器

DL-1TH1

2

7

斷路器

CVS160FTM160D4P3D

1

8

接觸器

LC1D150M7C

1

9

微型斷路器

NDM1-63C32

1

10

中間繼電器

MY4NAC

2

11

R型變壓器

R320-0.38/0.22

1

12

諧波檢測儀

ACR350EGH

1

13

電線

16mm2

若干

14

電線

4mm2

若干

 

4 ANAPF有源電力濾波裝置的應(yīng)用

有源電力濾波器可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)和機(jī)關(guān)團(tuán)體的配電網(wǎng)中,如:電力系統(tǒng)、電解電鍍企業(yè)、水處理設(shè)備、石化企業(yè)、大型商場及辦公大樓、精密電子企業(yè)、機(jī)場/港口的供電系統(tǒng)、醫(yī)療等。根據(jù)應(yīng)用對象不同,ANAPF系列有源電力濾波裝置的應(yīng)用將起到保障供電可靠性、降低干擾、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增長設(shè)備壽命減少設(shè)備損壞等作用。

4.1 主要應(yīng)用范圍及場合

1)機(jī)場:主控室、計算機(jī)房、廣播系統(tǒng)、EIB燈光調(diào)光系統(tǒng)等。

2)醫(yī)院:ICU(重癥監(jiān)護(hù)室)、MRI(磁共振成像)、手術(shù)室、醫(yī)學(xué)成像室、放療科等。

3)劇場、體育館:解決由于諧波造成的EIB調(diào)光設(shè)備及其它控制設(shè)備的損壞。

4)學(xué)校:精密實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)中心等。

5)研究所:精密儀器、機(jī)房、高精密設(shè)備集中區(qū)域等。

6)大型商場:解決由于節(jié)能燈大量應(yīng)用造成的諧波問題。

7)銀行:計算機(jī)中心、營業(yè)部計算機(jī)、安防系統(tǒng)等。

8)稅務(wù)、工商:大型計算機(jī)中心等。

9)電信機(jī)房:移動基站

10)工廠:生產(chǎn)線的PLC、計算機(jī)控制設(shè)備、機(jī)床、PCS系統(tǒng)、計量/稱重系統(tǒng)等。

11)電視臺:圖像設(shè)備、調(diào)光設(shè)備、計算機(jī)等。

 

4.2 ANAPF有源電力濾波裝置應(yīng)用實(shí)例

項目背景

某企業(yè)是一家單晶硅制造企業(yè)。單晶硅建設(shè)項目具有巨大的市場和廣闊的發(fā)展空間。近年來,各種晶體材料,特別是以單晶硅為代表的高科技附加值材料及其相關(guān)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,成為當(dāng)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支柱,并使信息產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中增長zui快的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。其生產(chǎn)工藝多分熔融加熱或直流加熱,由于采用半導(dǎo)體可控整流方式,本身工作過程中會產(chǎn)生非常大量電流諧波,對電網(wǎng)造成諧波污染,這些諧波使得精密儀器精度失準(zhǔn)甚至誤動作,破壞了系統(tǒng)的無功補(bǔ)償,造成系統(tǒng)供電損耗的增加及損壞補(bǔ)償電容器等,對于單晶硅復(fù)雜的生長過程以及后期的精密加工流程都造成非常大的影響,因此電網(wǎng)的品質(zhì)間接決定著單晶硅成品材料的品質(zhì),幾乎所有的單晶硅制造生產(chǎn)線都面臨諧波問題

治理方案

針對電能質(zhì)量狀況,上海安科瑞電氣股份有限公司提出了諧波治理的解決方案,并zui終確定在3#變壓器下進(jìn)行試點(diǎn),采用ANAPF有源電力濾波裝置,自動跟蹤治理負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流,保證整個系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

以下是ANAPF有源濾波器投入前后的現(xiàn)場對比數(shù)據(jù):

1)三相電壓波形前后對比,見圖2、圖3。

2)三相電壓諧波含量前后對比,見圖4、圖5。

3)三相電流波形前后對比,見圖6、圖7。

4)三相電流諧波含量前后對比,見圖8、圖9。

 

 

 

從現(xiàn)場測試的有源濾波器投入前后的數(shù)據(jù)可以看出,有源濾器投入運(yùn)行后,電壓和電流諧波明顯降低,電壓諧波由原來的4.7%降到2.4%,電流諧波由原來的18.4%降到5.0%,諧波電流值從273A下降到63A,三相電壓和三相電流波形均得到明顯,從根本上了諧波的影響,保障了單晶硅生產(chǎn)的質(zhì)量,該企業(yè)決定在后期改建工程中全部采用ANAPF有源濾波器。

 

5 結(jié)束語

諧波治理是電能質(zhì)量問題的核心內(nèi)容之一,也是現(xiàn)代電力生產(chǎn)發(fā)展的迫切需要。有源電力濾波器經(jīng)過二、三十年的發(fā)展已成為補(bǔ)償電力系統(tǒng)諧波及無功功率的重要裝置[ 4  5 ]。目前在實(shí)際應(yīng)用中,并聯(lián)型APF是比較成熟的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),是優(yōu)選的方案;串聯(lián)型APF電路在工作時需流過全部的正常負(fù)載電流,損耗比較大,而且投切、故障后退出及各種保護(hù)電路也比較復(fù)雜;串、并聯(lián)型APF當(dāng)前的主要問題是控制復(fù)雜,造價高。

從近年來的研究和應(yīng)用中可以看出,APF具有如下的發(fā)展趨勢:

(1)通過采用PWM調(diào)制和提高開關(guān)器件等效開關(guān)頻率的多重化技術(shù),實(shí)現(xiàn)對高次諧波的補(bǔ)償;

(2)采用APFPF組成的混合型濾波系統(tǒng),以減少APF的容量,降低成本,提率;

(3)隨著半導(dǎo)體器件制造水平的迅速發(fā)展,混合型濾波系統(tǒng)低成本的優(yōu)勢將逐漸消失,而并聯(lián)APF由于其功能強(qiáng)大、性價比高,將是很有發(fā)展前途的有源濾波裝置;

(4)隨著電力電子器件耐壓水平的提高和對電能質(zhì)量的日益重視,APF也將在工業(yè)系統(tǒng)的高壓領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展,電能質(zhì)量的要求將不斷提高,利用APF進(jìn)行電能質(zhì)量治理有著巨大的市場潛力。特別是在補(bǔ)償諧波、無功功率,以及中線電流、不平衡電流等方面,有源濾波技術(shù)必將擁有更加廣闊的應(yīng)用前景。

 

 

 

 

參考文獻(xiàn)

[ 1 ]  王兆安,楊軍,劉建軍諧波抑制和無功功率補(bǔ)償[M ]. 機(jī)械工業(yè)出版社, 1993.

2 ]  電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB /T14549 - 93 [ S]. 1993.

3 ]  電力工業(yè)部,供電營業(yè)規(guī)則[ S]. 1996.

4 ]  尹宏程,賀彪. 混合有源電力濾波器分析及應(yīng)用探討[J]. 集成電路通訊, 2007, 25(1)16-19.

5 ]  胡學(xué)芝,皮大能. 有源電力濾波器及其應(yīng)用技術(shù)綜述[J]. 船電技術(shù), 2005, (1)39-42.

http:///

 

 

作者簡介:

邵怡倩,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電,: acrelxs  :

 

《ANAPF有源電力濾波裝置設(shè)計與應(yīng)用圖集》(圖集號:ACR13CDX701)由安科瑞電氣股份有限公司主編,本圖集結(jié)合ANAPF有源電力濾波裝置產(chǎn)品的特點(diǎn),依據(jù)電氣設(shè)計規(guī)范,研究供配電系統(tǒng)中的高次諧波問題,達(dá)到供電質(zhì)量和確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的目的。圖集適用于新建、改建、擴(kuò)建和技改項目中工業(yè)與民用及公共建筑內(nèi)電氣設(shè)備的諧波抑制及綜合治理的設(shè)計與改造。凡需要圖集的請?zhí)峁┵F單位名稱、部門、地址、、、、等信息,傳真、郵件acrelxs或:至安科瑞徐霜工程師收,安科瑞電氣免費(fèi)贈送。

拔萝卜又痛又叫,性XXXX18精品A片一区二区,波多野42部无码喷潮在线,欧美BBBWBBWBBWBBW
呼图壁县| 三亚市| 华宁县| 师宗县| 汽车| 德阳市| 镇坪县| 呼玛县| 古丈县| 凭祥市| 云南省| 武隆县| 思茅市| 安顺市| 孝昌县| 阿拉善左旗| 保定市| 尖扎县| 堆龙德庆县| 北安市| 彩票| 文登市| 枞阳县| 延安市| 土默特右旗| 麦盖提县| 信阳市| 柏乡县| 惠东县| 安多县| 关岭| 汉沽区| 右玉县| 南丰县| 汝州市| 长岛县| 靖安县| 饶河县| 蒙阴县| 砀山县| 东台市| http://www.blv56.com http://www.shympb.com http://www.mx236.com http://www.ec528.com http://www.fc3330.com http://www.69vh.com