AL-APF有源電力濾波器
概述
有源電力濾波器(Active Power Filter，簡稱APF)是一種用于動態(tài)抑制諧波、補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行補償。
有源濾波器之所以稱為有源，顧名思義該裝置需要提供電源(用以補償主電路的諧波)，其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補償方法的缺點(傳統(tǒng)的只能固定補償)，實現(xiàn)了動態(tài)跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功。
產(chǎn)品設(shè)計標準
GB/T14549-93《電能質(zhì)量：公用電網(wǎng)諧波》
GB/T15543-1995 《電能質(zhì)量：三相電壓允許不平衡度》
GB/T15945-1995 《電能質(zhì)量：電力系統(tǒng)頻率允許偏差》
GB/T12326-2000 《電能質(zhì)量：電壓波動和閃變》
GB/T12325-2003 《電能質(zhì)量：供電電壓允許偏差》
GB/T18481-2001 《電能質(zhì)量：暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓》
GB/T15576-2008 《低壓成套無功功率補償裝置》
GB7625.11998 《低壓電氣電子產(chǎn)品發(fā)出的諧波電流限值》
GB 4208-2008《外殼防護等級(IP代碼)》
工作原理
有源濾波器是用電流互感器采集直流線路上的電流，經(jīng)采樣，將所得的電流信號進行諧波分離算法的處理，得到諧波參考信號，作為的調(diào)制信號，與三角波相比，從而得到開關(guān)信號，用此開關(guān)信號去控制單相橋，根據(jù)技術(shù)的原理，將上下橋臂的開關(guān)信號反接，就可得到與線上諧波信號大小相等、方向相反的諧波電流，將線上的諧波電流抵消掉。這是前饋控制部分。再將有源濾波器接入點后的線上電流的諧波分量反饋回來，作為調(diào)節(jié)器的輸入，調(diào)整前饋控制的誤差。
技術(shù)參數(shù)
a) 額定工作電壓：AC380V±20%
b) 工作頻率：50Hz±5%
c) 過載能力：120%額定補償電流@1min
d) 開關(guān)頻率：≥20kHz;
e) 響應(yīng)時間：<5ms;
f) 功率損耗：≤2.5%;
g) 噪音：≤60dB;
h) 通訊方式： 3路485通信接口(支持GPRS/WIFI無線通訊方式)，一個網(wǎng)絡(luò)調(diào)試接口;
i) 不平衡補償效果：容量足夠的情況下滿足補償后電流不平衡度小于3%;
j) 濾波效果：濾波范圍為2~51次，容量足夠的情況下補償率不低于GB/T 14549-1993的規(guī)定;
k) MTBF(平均時間)：≥10萬小時;
性能特點
1.動態(tài)有源濾波，電能質(zhì)量;
2.DSP全數(shù)字控制，20KHz開關(guān)頻率，對負載的動態(tài)變化迅速響應(yīng);
3.諧波補償次數(shù)可選擇，能濾除51次諧波;
4.薩頓斯有源電力濾波器可選擇同時補償無功;
5.具備三相不平衡補償能力;
6.具有自動限流功能，不會發(fā)生過載;
7.效率高，滿載損耗小于2.57;
8.并聯(lián)安裝方式，安裝簡單，體積小;
9.降低線路損耗，消除諧波引起的變壓器和電機發(fā)熱，實現(xiàn)系統(tǒng)大幅度節(jié)能;
10.有源電力濾波器的濾波效果不受系統(tǒng)阻抗變化影響，并能自動抑制系統(tǒng)諧振;
11.按照配電結(jié)構(gòu)，可選擇局部補償、部分補償或總補償，CT可位于電源側(cè)或負載側(cè);
12.易于擴展和冗余設(shè)計，可最多10臺并聯(lián)運行。
技術(shù)優(yōu)勢
綠色化
效率達97.2%，比效率為95%的有源濾波器年節(jié)約電能約6, 500kwh
效率更高的拓撲增強型控制算法
基于精確模型的熱設(shè)計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化
小型化
體積僅為同類主流品牌1/6,占用更少空間 ，
活適應(yīng)不同的工況安裝創(chuàng)新，壁掛式或機架式安裝使用更少的原材料,保護環(huán)境
智能化
補償次數(shù)諧波可調(diào)感性、容性無功補償補償系統(tǒng)不平衡負載自動檢測、抑制系統(tǒng)諧振全功能監(jiān)控系統(tǒng)
模塊化
N+1冗余，顯著提高系統(tǒng)可靠性流水線生產(chǎn) ， 更出色質(zhì)量保證減少系統(tǒng)單故障點靈活并聯(lián)，適應(yīng)不同工況
應(yīng)用場合
有源電力濾波器可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)和機關(guān)團體的配電網(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)、機場/港口的供電系統(tǒng)、醫(yī)療機構(gòu)等。根據(jù)應(yīng)用對象不同，有源電力濾波器的應(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。
■通信行業(yè)
為了滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)中心機房的運行需要，通信配電系統(tǒng)中的UPS使用容量在大幅上升。據(jù)調(diào)查，通信低壓配電系統(tǒng)主要的諧波源設(shè)備為UPS、開關(guān)電源、變頻空調(diào)等。其產(chǎn)生的諧波含量都較高，且這些諧波源設(shè)備的位移功率因數(shù)。通過使用有源濾波器可以提高通信系統(tǒng)及配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，延長通信設(shè)備及電力設(shè)備的使用壽命，并且使配電系統(tǒng)更符合諧波環(huán)境的設(shè)計規(guī)范。
■半導體行業(yè)
大多數(shù)半導體行業(yè)的3次諧波非常嚴重，主要是由于企業(yè)中使用了大量的單相整流設(shè)備。3次諧波屬于零序諧波，具備在中性線匯集的特點，導致中性線壓力過大，甚至出現(xiàn)打火現(xiàn)象，存在著極大的生產(chǎn)安全隱患。諧波還會造成斷路器跳閘，耽誤生產(chǎn)時間。3次諧波在變壓器內(nèi)形成環(huán)流，加速了變壓器的老化。嚴重的諧波污染必然對配電系統(tǒng)中的設(shè)備使用效率和壽命造成影響。
■石化行業(yè)
由于生產(chǎn)的需要，石化行業(yè)中存在著大量泵類負載，并且不少泵類負載都配有變頻器。變頻器的大量應(yīng)用使石化行業(yè)配電系統(tǒng)中的諧波含量大大增加。目前絕大部分變頻器整流環(huán)節(jié)都是應(yīng)用6脈沖將交流轉(zhuǎn)化為直流，因此產(chǎn)生的諧波以5次、7次、11次為主。其主要危害表現(xiàn)為對電力設(shè)備的危害及在計量方面的偏差。使用有源濾波器可以很好地解決這方面的問題。
■鋼鐵/中頻加熱行業(yè)
鋼鐵業(yè)中常用到的中頻爐、軋機、電弧爐等設(shè)備都會對電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生重大的影響，使電容補償柜過載保護動作頻繁、變壓器和供電線路發(fā)熱嚴重、熔斷器頻繁熔斷等，甚至引起電壓跌落、閃變。
■汽車制造業(yè)
焊機是汽車制造業(yè)中不可少的設(shè)備，由于焊機具有隨機性、快速性及沖擊性的特點，使大量使用焊機造成嚴重的電能質(zhì)量問題，造成焊接質(zhì)量不穩(wěn)、自動化程度高的機器人由于電壓不穩(wěn)而不能工作，無功補償系統(tǒng)無法正常使用等情況。
■直流電機諧波治理
大型直流電機場所都需要先通過整流設(shè)備將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，由于此類工程的負載容量都較大，因此在交流側(cè)存在嚴重的諧波污染，造成電壓畸變，嚴重時會引起事故。
■醫(yī)院系統(tǒng)
醫(yī)院對供電的連續(xù)性和可靠性有非常嚴格的要求，0類場所自動恢復供電時間T≤15S，1類場所自動恢復供電時間0.5S≤T≤15S， 2類場所自動恢復供電時間T≤0.5S，電壓總諧波畸變率THDu≤3%，X光機、CT機、核磁共振都是諧波含量的負載。
■劇場/體育館
可控硅調(diào)光系統(tǒng)、大型LED設(shè)備等都是諧波源，在運行過程中會產(chǎn)生大量的三次諧波，不但造成配電系統(tǒng)的電力設(shè)備效率低下，而且還會造成燈光頻閃，對通信、有線電視等微弱電回路產(chǎn)生雜音，甚至產(chǎn)生故障。
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