GRT-APF混合型濾波補償裝置 =有源濾波+SVG有源動態(tài)無功補償+調(diào)諧補償
GRT-APF混合型濾波補償裝置，將有源濾波、有源動態(tài)無功補償和無源調(diào)諧補償三大功能有機結合。裝置采用多處理器并行工作，快速檢測諧波和控制無功補償。在主控制器的協(xié)調(diào)下，既能有效濾除非線性負載產(chǎn)生的諧波電流，減少對電網(wǎng)的諧波污染，又能提供感性及容性無功電流，實現(xiàn)全量程無功連續(xù)快速和無級差平滑補償，保證功率因數(shù)達標，實現(xiàn)動態(tài)無功補償。
主要功能
◆ 濾除接入點諧波
采用APF技術動態(tài)進線接入點的諧波檢測，利用可控的功率半導體器件向電網(wǎng)注入于系統(tǒng)原有的諧波幅值相等、相位相反的電流，從而抵消諧波電流，達到實時補償諧波的目的。
◆ 無功功率動態(tài)補償
實時檢測、動態(tài)輸出容性及感性無功，對負載消耗的無功分量進行快速補償。
◆ 提高接入點功率因數(shù)
動態(tài)進行無功功率補償以后，接入點功率因數(shù)可維持在較高水平。
◆ 改善三相不平衡
通過實時動態(tài)補償，可以起到改善三相系統(tǒng)不平衡的作用。
◆ 消除中性線電流
在三相四線制供電場合，消除中性線零序電流和三倍頻次諧波電流，有效抑制中性線電位升高及發(fā)熱，從而保護電氣設備和人身安全。
產(chǎn)品特點
◆ 多種功能
可同時實現(xiàn)諧波濾除、動態(tài)無功補償、三相平衡、零序電流消除等多個功能；
◆ 應用范圍廣
適用于普通用電場合及電能質(zhì)量問題突出、常規(guī)方案難以解決的用電場合；
普通用電場合：以無源部分輸出為主，有源部分容量采用標準配置，主要起微調(diào)作用
諧波畸變顯著場合：有源輸出部分根據(jù)需要進行配置，以濾波功能為主
無功需求快速變化場合：有源輸出部分根據(jù)需要進行配置，以動態(tài)無功補償功能為主
特殊場合1~諧波畸變與快速無功需求同時存在：無功需求相對穩(wěn)定的部分采用無源電抗電容器組補償，快速變化部分采用有源動態(tài)無功補償，及有源濾波。有源輸出采用增強配置
特殊場合2~新建項目運營初期空載或輕載場合：空載或極輕載時配電網(wǎng)中的“用電設備”主要是輸電電纜，由于存在線路分布電容，大量的帶電電纜會產(chǎn)生容性無功功率而使系統(tǒng)處于過補償狀態(tài)。而輕載時無功需求量小，常規(guī)的電容補償由于達不到投入門檻值而不能投入，導致功率因數(shù)無法提高?；?/span>合型濾波補償裝置在這種用電情況下，可以提供感性無功功率及快速精細的無功功率補償。有源輸出部分以動態(tài)無功補償功能為主； 實時檢測、動態(tài)輸出容性及感性無功，對負載消耗的無功分量進行快速補償。
◆ 可靠性高
元器件安全裕度大，抗過載、抗沖擊能力強。如核心IGBT器件裕度為3倍，直流電容溫度等級為105°C；裝置有源部分采用*的風道設計，對功率模塊、電抗器等進行高效散熱。使其過載能力及可靠性顯著提升。運行功耗、發(fā)熱量明顯低于其他同類產(chǎn)品，大功率工作時尤其明顯。裝置關鍵器件采用進口品牌，性能穩(wěn)定、損耗小、使用壽命長
◆ 無級差輸出
有源輸出部分采用SVG技術，實現(xiàn)對系統(tǒng)中快速波動的無功功率實時跟蹤補償，功率因數(shù)曲線全程平滑無級差。
同時電容器投切次數(shù)大大減少，延長投切開關及電容器的使用壽命；
◆ 維護方便
混合濾波補償裝置各功能板塊經(jīng)過專門設計和布置，方便維護及維修。
裝置無源部分在使用過程中，只需進行基本的電氣設備例行維護及檢查，不需特殊維護；
◆ 電能質(zhì)量分析
控制器集成了電能質(zhì)量分析儀的全部功能，可實時顯示補償前后各次諧波電流有效值、電壓、電流畸變率，可顯示補償前后電流、電網(wǎng)電壓的實時曲線。方便對補償效果進行評估；
◆ 多重運行保護
軟硬件同時提供多重保護功能，包括設備過流、直流側過壓、系統(tǒng)側欠壓、IGBT模塊過溫、電抗過溫和IGBT模塊故障保護，可根據(jù)需要，自由調(diào)整各保護定值；
◆ 故障錄波
任一保護動作時，自動啟動自動錄波，記錄動作前后數(shù)個周波內(nèi)全電氣數(shù)據(jù)，供事故分析。
◆ 諧波選次補償
控制器軟件采用改進TTA算法，實現(xiàn)2~50次諧波選次補償；
◆ 高精度
控制器采用16位A/D芯片和每周波512點的24通道高速采樣；
◆ 調(diào)整靈活
各功能輸出比例可以現(xiàn)場調(diào)整，也可根據(jù)需要選擇一種或多種功能；
◆ 自恢復性
當各種原因引起設備跳閘后可自行恢復運行，無需人工干預；
◆ 自動節(jié)能
可根據(jù)負荷側補償電流大小，設備自動起停，實現(xiàn)低負荷電流情況下的節(jié)能；
◆ 寬電壓輸入
設備可適應寬電壓輸入，額定電壓+/-15%波動時都可正常工作；
基本構成
裝置由三大部分組成：
1．檢測和控制電路
檢測系統(tǒng)諧波和無功情況，同時控制有源和無源部分的投入?；诳焖贌o功、諧波檢測和補償控制算法，使用靈活，功能強大。
2．有源輸出部分
輸出裝置兼具有源濾波和有源無功輸出，可以動態(tài)智能調(diào)節(jié)或人工設置。
有源輸出裝置主電路為PWM變換器。有源發(fā)生器通過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，通過電流互感器對負載電流進行采樣，濾波器分析計算負載電流中的諧波分量和無功分量，控制電力電子元件逆變輸出相應的補償諧波和無功功率，兩者相互抵消，以達到優(yōu)化電能質(zhì)量的目的。具有工作方式靈活、動態(tài)響應快速、輸出特性受電網(wǎng)影響小等突出優(yōu)點。
3．無源輸出部分
采用分組投切調(diào)諧電容電抗器組，電抗率可以配置7%或14%，能夠進行大容量的無功補償，兼具部分諧波濾除功能。
工作原理
GRT-APF基本原理如下圖所示。
GRT-APF混合型濾波補償裝置控制系統(tǒng)，由諧波和無功電流檢測電路與補償電流發(fā)生電路組成，主電路為PWM變換器。由RCL組成的高通濾波器主要用來濾除開關紋波電流。
有源濾波器通過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，通過電流互感器對負載電流進行采樣，濾波器分析計算負載電流中的諧波分量和無功分量，控制電力電子元件逆變輸出相應的補償諧波和無功功率，兩者相互抵消，以達到優(yōu)化電能質(zhì)量的目的。有源濾波器具有工作方式靈活、動態(tài)響應快速、輸出特性受電網(wǎng)影響小等突出優(yōu)點。
使用效果
有源濾波效果
圖中紅色線和藍色線分別代表濾波前后電流波形，綠色線為裝置輸出補償電流波形。
有源濾波裝置輸出一個與系統(tǒng)諧波電流大小相等，方向相反的諧波，疊加后得到純凈的正弦波電流。
無功補償平滑、無級差調(diào)節(jié)
圖中陰影部分為分組投切電容器組補償后的無功缺額，由有源部分進行動態(tài)無功補償。
通過無源電容器補償，和有源靜態(tài)無功發(fā)生裝置的結合，既能實現(xiàn)低成本、大容量的無功功率補償，又能達到快速，平滑的效果。
應用領域
本裝置可以應用于：
1．軌道交通，電氣化鐵路，機場；
2．數(shù)據(jù)中心、IDC機房；
3．醫(yī)療行業(yè)；
4．冶金行業(yè)、鋼鐵廠、港口碼頭；
5．石化行業(yè)、礦山；
6．汽車制造行業(yè)；
7．新能源應用行業(yè)。
