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有源電力濾波器的工作原理

更新日期:2022-10-25瀏覽:933次

簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

1、諧波治理整體解決方案

(1)有源電力濾波器的工作原理

       有源電力濾波器的工作原理如圖1所示,主要由負(fù)載電流分離、指令電流調(diào)節(jié)、輸出電流控制、驅(qū)動電路以及主電路組成。它采用電流型變流器,經(jīng)連接電抗器接入系統(tǒng),通過調(diào)整交流側(cè)逆變輸出電壓的瞬時幅值與相位,或直接控制交流側(cè)輸出電流,使裝置發(fā)出或吸收寬頻譜無功功率?;陔娏﹄娮拥挠性措娏V波器裝置并聯(lián)于電網(wǎng)中,相當(dāng)于一個可控的無功及諧波電流源,其無功及諧波電流可以快速地跟隨負(fù)荷無功電流的變化而變化,自動補償電網(wǎng)系統(tǒng)所需無功及諧波,并且可以實現(xiàn)從感性無功到容性無功的全范圍補償,同時對電網(wǎng)電壓進行動態(tài)穩(wěn)定調(diào)節(jié)。


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圖1 有源電力濾波器工作原理圖

(2)有源電力濾波器的工作原理

       有源電力濾波器采用模塊化插拔式設(shè)計,集三相不平衡治理、諧波抑制和無功補償功能為一體,方便運維人員安裝拆卸,同時也方便將來用電負(fù)荷發(fā)生變化擴展補償容量。

       該有源濾波裝置主要特點有以下幾個方面:

       1)補償方式靈活:既可補諧波,又可兼補無功,可對2-51次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償,同時可治理三相不平衡問題;

       2)線性補償,全響應(yīng)時間≤5ms;

       3)具有人性化的人機交互界面,可通過該界面看到系統(tǒng)和本體的實時電能質(zhì)量信息,操作簡單,可以遠(yuǎn)控,也可以本控;

       4)采用DSP高速檢測和運算的數(shù)字控制系統(tǒng)和進口IGBT,功率密度大,可靠性高;

       5)監(jiān)控以及顯示具備遠(yuǎn)程通訊接口,可以通過PC機實時監(jiān)控;

       6)標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計,縮短交付周期,同時提高了使用的可靠性和可維護性。

       有源電力濾波器可采用壁掛和整柜方式安裝,同時可實現(xiàn)集中和就地治理,如圖2所示的產(chǎn)品,給安裝、 維護及日后升級帶來了便捷,提高了整體的安裝效率。



圖2 有源電力濾波器產(chǎn)品示意圖

 

2、案例分析

(1)項目背景

       廣東某地鐵改造項目,系統(tǒng)中負(fù)載主要為照明、空調(diào)、泵機類、電梯、信號電源、UPS等設(shè)備,開關(guān)電源的啟動瞬間形成電流沖擊,和其它設(shè)備在運行過程中會對系統(tǒng)產(chǎn)生諧波電流污染。其諧波主要包括3、5、7、9次;不進行合理治理,將對其他電氣設(shè)備產(chǎn)生危害,如:大量的3次諧波造成中線過熱甚至發(fā)生火災(zāi);大量諧波造成變壓器局部嚴(yán)重過熱;繼電保護發(fā)生誤動作等。

(2)治理方案

       根據(jù)以往測量經(jīng)驗進行諧波分析與估算,諧波主要由UPS和一些非線性直流電源產(chǎn)生,該項目有1#、2#兩個配電站,1#配電站有2臺800kVA的變壓器,2#配電站有2臺1000KVA的變壓器,分別采用集中治理方案,在每臺變壓器下加裝ANAPF系列有源電力濾波器,由于安裝空間有限,選擇我司壁掛式有源電力濾波器進行嵌入式安裝,1#配電站中#1和#2變壓器下安裝型號均為ANAPF75-380/BBL,2#配電站中#1和#2變壓器下安裝均為2臺型號為ANAPF60-380/BBL的有源電力濾波器并機使用,保障了整個供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(3)治理效果


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圖3 治理之前電流波形和各次諧波電流畸變率


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圖4 治理之后電流波形和各次諧波電流畸變率

       治理前電流波形發(fā)生畸變,三相電流畸變率分別為10.8%、11.1%、12.5%;在加裝ANAPF系列有源電力濾波器后電流波形趨向正弦波,各次諧波得到抑制,電流畸變率明顯降低,三相電流畸變率降至4.0%、4.1%、4.4%。

(4)安裝現(xiàn)場


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作者簡介:簡婷,女,本科,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為有源電力濾波器、靜止無功發(fā)生器、中線安防保護器和混合動態(tài)濾波無功補償裝置的應(yīng)用與技術(shù)對接。


 

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