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APF FC混合滤波在谐波治理中的应用

时间:2019/1/17 13:36:19    来源:

随着现在社会的发展,用户对用电设备的要求越来越高。大量高效率精度的仪器设备的使用。从而也使用户对电能质量的要求越来越高。一般的无源滤波装置(FC)已经不能满足用户需求,有源滤波装置(APF)也越来越受到重视,但有源装置的价格和传统无源装置相差甚多,不是所有用户都能接受。FC无源滤波装置和有源APF滤波装置并联,在有源和无源共同作用下,能够获得更好的滤波效果。混合型能有效降低有源滤波器的容量,增强系统的可靠性,还能利用无源滤波部分实现更灵活的无功补偿。能基本解决无源和有源方式的各种不足,其综合成本也不高。

无功补偿设计及应用

主要负荷为6脉整流中频炉,整流设备在工作中把交流变成直流同时产生大量谐波。谐波电流注入电网,在电网阻抗上产生谐波电压,引起点晚上电流电压畸变,影响供电质量和运行安全。使线路损耗及电压偏移量增大,对电网及工厂电气设备产生不良影响。方案是用FC滤波装置与APC滤波装置相结合混合使用。

1、在母线电网上安装APF系统,通过实时检测负载电流波形,监测出其中的谐波含量。通过控制IFBT的触发,将与该谐波电流大小相等方向相反的补偿电流注入供电系统中。实现滤除谐波,动态补偿系统无功与电压谐波,抑制谐波,提高功率因素功能。

2、在母线上安装FC无源滤波装置,FC滤波器是在并联电容上串联滤波电抗器构成的,根据负载谐波含量的不同组成若干组不同的LC补偿滤波同路。

系统的构成

包括主供电回路、FC滤波器(H5、H7滤波回路)、APF有源滤波装置。FC滤波器(H5、H7滤波回路)内容包括:滤波电容器2组(电容器外配熔断器、内接放电电阻)、滤波电抗器2套、控制器、断路器、保护装置若干。

APF有源滤波装置 控制器先进的DSP数字控制、触摸屏,各种运行参数及故障显示,滤波及时间,故障历时记录查询。

FC无源滤波装置 本装置主要由开关组件、滤波电容器、滤波电抗器、氧化锌避雷器等组成,根据用户需要做成柜式或围栏式,滤波器除起滤波作用外,还兼起无功补偿作用。FC滤波器主要有单调谐滤波器、高通滤波器、C型滤波器等。

FC滤波装置补偿原理

FC由两部分构成:FC滤波器和控制系统。

FC滤波器用于无功补偿及谐波滤波,实际运用中根据谐波电流的分布及大小,以及无功需求情况设计成几组滤波器,每一组滤波器对应某 一次谐波呈低阻抗,高通滤波器对截止频率以上的谐波均呈低阻抗,C型滤波器具有调谐频带宽、损耗低的特点。 按主接线及柜 体结构设置五防电气闭锁及机械闭锁,防止误操作。FC滤波器所要滤除的谐波主要是来自于负载的整流设备,谐波特征为:5次、7次、11次、13次等。

将该滤波器设计为5次、7次高通两回路滤波器即可满足电网要求,既能保证有效的谐波滤波,又可以防止与电网的背景谐被产生谐振。

APF滤波装置滤波原理

APF有源滤波器通过外部电流互感器CT,实时检测负载电流,并通过内部DSP计算,提取出负载电流的谐波 成分,然后通过PWM信号发送给内部IGBT,控制逆变器产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的电流注入 到电网中补偿谐波电流,实现滤波功能。采用并联的方式,通过实时检测负载的谐波分量,采用PWM变化技术,将与谐波电流大小相等、 方向相反的电流注入供配电系统中,实现滤除谐波的功能。

常见的混合方案

拓扑:并联APF与并联FC混合方案

此电路中,无源FC通常用来补偿含量大的低次谐波,而APF用来补偿高次谐波。由于APF和FC并联,APF产生的谐波电流可能流入FC,容易造成PF过载。

同时,由于APF仍要承受基波电压,该拓扑APF容量并没有降低很多。

适用行业

本产品可广泛应用于所有供配电系统中低电压、电流谐波严重及功率因数过低的企业、商业和机关团体。其主要应用的行业包括:电力、钢铁、有色、冶金、石油、造船、焊接、矿山、电信、纺织、电气化铁道、精密机械加工、汽车制造、精密电子、半导体生产等。

同时滤除2~50次谐波或补偿用户指定次数谐波

响应时间<100 μs,全响应时间<10ms

25-100A五种容量模块,任意容量组合并机,单柜容量可达600A,满足不同容量需求

谐波补偿:APF可同时滤除2~50次谐波,或根据需要有选择的设置谐波电流的补偿次数及各次谐波的补偿率。 

无功补偿:容性感性(-1~1)无功补偿,PF 1.00完美无功补偿效果。 

三相不平衡补偿:三相有功不平衡补偿、三相无功不平衡补偿、分相补偿。

>97%工作效率,FFT算法、智能FFT算法、瞬时无功算法控制方式

三电平逆变电路快速FFT及瞬时无功两种算法模式

满足客户功率因数=0.99;THDi<5%

可与传统补偿滤波装置、SVG组合投入运行,同时满足客户动态无功补偿及滤波的需求。

本文来源于:http://www.satons-sh.com/

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