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WHAPF有源滤波器
 

详细介绍
产品简述

电网谐波污染:

当正弦波电压施加在非线性电路上时,电流就变成非正弦波,谐波电流流过电网会产生压降,使电压变为非正弦波。如今广泛使用的负载大部分都是非线性,如整流器、变频器、UPS、电梯、空调、节能灯、复印机、家用电器等;另外,冲击性、波动性负载,如电焊机、焊接设备等在运行中不仅会产生大量的高次谐波,而且造成电压波动、闪变和不平衡等电能质量问题,危害电网的安全运行。

本装置的显著特点:采用微处理器为智能模块对电网无功进行自动跟踪监测,根据实时采样的每相电压、电流、功率大小,自动投切相应的电容器。运用了无触点过零投切技术,根据每相负载无功的变化,实现快速、无涌流、无过压、无电弧重燃投切补偿电容。响应时间快,可频繁投切操作,整机使用寿命长、少维护,节能效果显著。

谐波产生的问题:

●影响电机效率和正常运行,产生振动和噪音,缩短电动机寿命;

●对通讯、电子类设备产生干扰,引起控制系统故障或失灵;

●加大线路损失,使电缆过热,绝缘老化,降低电源效率;

●零序谐波导致中性电流过大,造成中性线发热甚至火灾;

●使电容器过载发热,加速电容器老化甚至击穿;

●保护装置的误动或拒动,导致区哉性信电故障;

●使电力测量仪产生误差;

●损坏电网中敏感设备;

●造成电网谐振。

针对以上情况为减少谐波污染我公司特研发WHAPF系列有源滤波柜,该产品通过外部电流互感器CT实时采集负荷电流信号,通过内部监测电流分离出其中的谐波部分,通过IGBT变流输出与系统谐波大小相等相位相反的补偿电流,实现滤除谐波功能。

通过参数设置,使APF在滤波的同时进行无功补偿。APF根据检测系统无功需求,通过内部IGBT逆变出容性或感性谐波电流,实现动态无功补偿。

功能特点

●可以同时滤除3~25次谐波;

●响应时间小于400us,对阶跃变化的谐波完全补偿时间<20ms;

●瞬间200%额定容量涌流补偿,治理闪变和电压波动;

●不受系统不平衡补偿的影响,可自动消除谐振;

●采用3H桥拓扑结构,三个独立的单相逆变器;

●主控制器采用DSP+FPGA,确保了采样和处理速度;

●塑变器采用国际知名品牌的牵引级、大功率IGBT元件,确保装置性能;

●采用风大功率冷散热器和工业级风扇;

●配置断路器、熔断器等保护元件,元件上配有多重保护功能,确保装置的可靠性;

●属于电流源(肺阻抗特征),装置并网不影响系统参数,不会引起谐振,能随谐波干扰;

●并网后自动行,在线监测,自动诊断,不需人为操作;

●具有7寸液晶触摸屏,可通过触摸屏进行就地查询和设置;

●有效消除因零序谐波及其产生的中性电流;

●中性线滤波能力:三倍于相线;

●具有自动限流功能,不会发生过载;

●工作频率:50Hz+5Hz;

●滤波能力:(THD)115%额定容量;

●功率因数校正:可;

●环境温度:0℃~40℃

●储存温度:-40℃~+65℃;

●相对温度:最大95%,无冷凝;

●海拔高度:2000米以下;

●标准通讯接口RS232/485,支持Modbus规约;

●采用工业标准设计,具有IP30防护等级;

●安装方式:壁挂式、落地式

采用独特的LCL结构滤波

LCL滤波特点:

●APF补偿时IGBT高频开关产生的高次谐波不会注入电网,补偿效果更好;

●适应于任何现场电网系统阻抗,不会发生谐振,保证装置安全。

 

独特的并机结构

WHAPF可以实现10台装置并联且只使用一个FPGA集中控制,克制了多个控制器之间通信存在延迟y以及可能受到干扰的缺点,增强了APF的补偿性能,提高了系统的可靠性。

 

先进的控制策略

WHAPF系列有源滤波器采用闭环控制策略,并结合独创的自适应电流平均值控制算法。由于电流平均值控制的开关频率是恒定的,因此克服了传统的滞环电流控制由于开关频率变化所带来的输出频谱范围宽、滤波较困难、高频谐波会干扰电网等缺点使APF达到了卓越d的滤波性能。APF装置满载时系统源侧的THDI<4%,2/3载时THDI<4%,半载时THDI<5%

 

方案设计

●各行业谐波电流畸变率THDI经验数据

行业类型 谐波源 经验值 治理方式
医院 医疗设备、UPS、变频空调、计算机、节能灯 20% 集中治理或就地补偿
地铁、隧道、高铁、机场 节能灯、变频风机、电梯、可控硅调光设备 15% 集中治理
通讯机房、数据中心、银行 UPS、开关电源、变频空调、节能灯 20% 集中治理
智能建筑、商业中心 节能灯、电梯、计算机、变频空调 20% 集中治理
汽车制造 点焊机、电焊机 30% 集中治理
石油、化工 变频器、整流设备 35% 集中治理或就地补偿
冶金 中频炉、电弧炉、轧机 40% 集中治理或就地补偿
体育馆、剧场 调光设备、节能灯 25% 集中治理

●WHAPF容量速查表

此表仅供造型参考,具有依据容量计算公式计算准。

集中补偿容量选择查询表
地铁、隧道
高铁、机场
通讯、商业建筑
冶金、银行
医疗行业 汽车制造
船舶制造
化工、石油 冶金行业
谐波电流畸变率 15% 20% 25% 30% 35% 40%
200 50A 50A 100A 100A 100A 100A
250 50A 100A 100A 100A 150A 150A
315 100A 100A 150A 150A 150A 200A
400 100A 150A 150A 200A 200A 250A
500 100A 150A 200A 200A 250A 300A
630 150A 200A 250A 300A 350A 400A
800 200A 250A 300A 350A 450A 500A
1000 200A 300A 400A 450A 550A 600A
1250 300A 350A 450A 550A 650A 750A
1600 350A 500A 600A 700A 850A 950A
2000 450A 600A 750A 900A 1050A 1200A
2500 550A 750A 900A 1150A 1300A 1500A

注:上表APF容量是在变压器负荷率为80%的情况下得到的。在实际项目中根据负荷率的值与此表80%负荷率比较,按比例得出APF容量。

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