1.簡(jiǎn)介
有源電力濾波器(簡(jiǎn)稱(chēng)APF)采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專(zhuān)用設(shè)備。
它由指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路兩個(gè)主要部分組成。通過(guò)外部互感器實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)中各次諧波電流和無(wú)功電流，得到其指令電流，指令電流運(yùn)算電路實(shí)時(shí)監(jiān)視線路中的電流，并將模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)形式向補(bǔ)償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)IGBT或IPM功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)，對(duì)諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償或抵消，主動(dòng)消除電力諧波。
2.基本組成
APF系統(tǒng)主要包括主接觸器KM1、預(yù)充電接觸器KM2、預(yù)充電電阻R、濾波電感L、電壓型PWM整流橋(VSR)和直流母線電容C等。
系統(tǒng)圖如圖1所示，電阻R為系統(tǒng)的預(yù)充電電阻，當(dāng)KM2閉合后，系統(tǒng)母線電容電壓緩慢充電;KM1控制主回路，同時(shí)將預(yù)充電電阻R短路;電感是功率轉(zhuǎn)換器和電力系統(tǒng)之間的功率傳送接口元件，一方面起儲(chǔ)能作用，另一方面濾除高頻開(kāi)關(guān)紋波電流;電壓型PWM整流橋?yàn)锳PF的功率轉(zhuǎn)換部件，由絕緣柵雙極晶體管(IGBT)構(gòu)成，應(yīng)用電壓空間矢量調(diào)制(SVPWM)技術(shù)驅(qū)動(dòng)IGBT產(chǎn)生補(bǔ)償電流波形;直流電容模塊儲(chǔ)存了經(jīng)IGBT功率轉(zhuǎn)化模塊產(chǎn)生的直流能量。
圖1 APF系統(tǒng)原理圖
3.工作原理
無(wú)功補(bǔ)償原理：DSP控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載電流，計(jì)算分析得到負(fù)載電流的無(wú)功電流數(shù)據(jù);無(wú)功電流作為控制器的參考值，控制器實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)IGBT產(chǎn)生滿足要求的無(wú)功補(bǔ)償電流(容性或感性)，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償目的。
圖2 無(wú)功補(bǔ)償原理圖
諧波補(bǔ)償原理：DSP控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載電流，計(jì)算分析得到負(fù)載電流的2～25次諧波電流數(shù)據(jù);各次諧波電流作為控制器的參考值，控制器實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)IGBT產(chǎn)生與諧波電流幅值相等、極性相反的補(bǔ)償電流注入電網(wǎng)，主動(dòng)消除電力諧波。
圖3 諧波補(bǔ)償原理圖
4.產(chǎn)品特點(diǎn)
更多功能、更多模式
Ø 諧波補(bǔ)償、無(wú)功補(bǔ)償、諧波無(wú)功同補(bǔ)，一機(jī)多用;
Ø 具備諧波分次補(bǔ)償功能，可設(shè)定無(wú)功補(bǔ)償比例;
Ø 高清彩色觸摸屏，屏幕實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)和裝置運(yùn)行參數(shù);
全面保護(hù)功能，提高用戶應(yīng)用穩(wěn)定性
Ø 有效值峰值雙設(shè)定自動(dòng)限流算法，在負(fù)載諧波電流大于設(shè)備輸出時(shí)，可自動(dòng)將設(shè)備輸出限制在99%輸出，無(wú)過(guò)載風(fēng)險(xiǎn);
Ø 保護(hù)功能齊全，具有過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)溫等多種保護(hù)功能，確保系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠;
的控制策略和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
Ø 改進(jìn)的基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的檢測(cè)技術(shù)，可實(shí)時(shí)檢測(cè)諧波電流，自動(dòng)跟蹤負(fù)載諧波變化，具有高度可控性與快速響應(yīng)性;
Ø 采用LCL拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)濾波，在輸出諧波電流的情況下，不會(huì)引入高頻IGBT開(kāi)關(guān)諧波干擾，并且適用于任何現(xiàn)場(chǎng)電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗，不會(huì)發(fā)生諧振;
高度集成化、模塊化、系列化
Ø 模塊化設(shè)計(jì)，體積小重量輕，功率密度高，安裝維護(hù)方便;
Ø 可靈活組合并機(jī)滿足不同容量需求，在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的同時(shí)提高了設(shè)備的可靠性和可維修性，極大方便了系統(tǒng)安裝與維護(hù);
Ø 單模塊獨(dú)立風(fēng)道設(shè)計(jì)，可有效隔絕環(huán)境粉塵粘附，提高產(chǎn)品散熱效率;
高級(jí)的用戶體驗(yàn)
Ø 故障自診斷自啟動(dòng)功能，裝置具有非裝置自身問(wèn)題導(dǎo)致停機(jī)自恢復(fù)功能，自恢復(fù)之前需對(duì)外部電網(wǎng)及裝置本身進(jìn)行自動(dòng)診斷，診斷通過(guò)方可自啟動(dòng)。在30分鐘之內(nèi)自恢復(fù)3次，若均不能正常啟動(dòng)，停機(jī)并給上位機(jī)傳輸裝置故障告警，點(diǎn)亮裝置自身故障指示燈;
- 諧波治理
- 有源濾波器
- APF
| 輸入 | 額定電壓（V） | 400V AC | |
| 系統(tǒng)電壓范圍 | ±10% | ||
| 頻率 (HZ) | 50/60 +/-5% | ||
| 接線方式 | 三相三線/三相四線制 | ||
| 輸出及安裝方式 | 類(lèi)型 | 機(jī)架式模塊 | 壁掛式模塊 |
| 容量 | 15A,25A,35A,50A,75A,100A,125A,150A | 15A,25A,35A,50A,75A,100A,125A,150A | |
| 進(jìn)線方式 | 后進(jìn)線 | 上進(jìn)線或下進(jìn)線可選 | |
| 性能指標(biāo) | 濾波率 | ≥90%(在訂貨的容量范圍內(nèi)，且負(fù)載諧波含量高于訂貨容量的30%) | |
| 濾波范圍 | 2~50次諧波（如需治理偶次諧波，訂貨時(shí)提出） | ||
| 全響應(yīng)時(shí)間 | ≤10ms | ||
| 瞬時(shí)響應(yīng)時(shí)間 | ≤100us | ||
| 動(dòng)態(tài)電流 | 1.2倍濾波器額定容量輸出，1min | ||
| 功率因數(shù)設(shè)定補(bǔ)償 | 具備 | ||
| 感性或容性補(bǔ)償 | 可選 | ||
| 保護(hù) | 過(guò)載保護(hù) | 自動(dòng)限流在99%額定輸出 | |
| 其他保護(hù) | 過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)溫保護(hù) | ||
| 運(yùn)行方式 | 單機(jī)或并聯(lián)運(yùn)行 | 可以 | |
| 顯示與操作 | 顯示界面 | 壁掛模塊4.3英寸 | |
| 顯示狀態(tài) | 電流、電壓、功率、諧波畸變率等 | ||
| 操作 | 多種操作模式選擇，遠(yuǎn)程或本地 | ||
| 通訊（RS485接口） | Modbus-RTU，具備遠(yuǎn)程監(jiān)控接口及后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，方便用戶在互聯(lián)網(wǎng)終端監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行各項(xiàng)參數(shù) | ||
| 相序自適應(yīng) | 具備 | ||
| 環(huán)境條件 | 防護(hù)等級(jí) | IP20（可定制） | |
| 噪音 | ≤55DB | ||
| 運(yùn)行環(huán)境溫度 | -10℃~40℃ | ||
| 儲(chǔ)存/運(yùn)輸溫度 | -40℃~60℃ | ||
| 工作 / 存儲(chǔ) 濕度 | 相對(duì)濕度 20~95%，無(wú)凝露 / 相對(duì)濕度 10~95% | ||
| 海拔高度 | 1000m以下（更高海拔需降容使用） | ||
機(jī)架式模塊外形尺寸圖
壁掛式模塊外形尺寸
