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SVG混合动态滤波补偿装置针对LED产品的应用治理效果分析
发布时间:2019-01-25   点击次数:176次

  安科瑞 王长幸

  江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴 214405

  摘要:本文从产品功能和适用场所方面介绍了安科瑞混合动态滤波补偿装置产品,阐述了其针对LED产品的应用,以及优势。

  关键词:安科瑞混合动态滤波补偿装置(ANSVG-G-A),基本原理,感性无功需求,LED产,谐波,补偿容性无功,过补

  1、引言

  在LED产品上,多电源分布式开关电源得到了广泛应用,其产生的谐波分量,容性无功对电网和电气设备造成的影响日益严重,如何抑制谐波与补偿容性无功成为一个备受关注的问题。

  常用低压无功补偿装置针对感性负载产生的容性无功需求能有效的进行补偿,根据现场需求,选择适量的补偿容量,相应速度,补偿路数以及抑制谐波的电抗电抗率。

  但是LED为典型容性负载,针对容性负载产生的感性无功需求以及特定频率的谐波产生,常规低压无功功率补偿装置并不能有效的进行无功补偿以及治理谐波,容易引起无功过补,谐波超标,LED显示屏不能正常工作,LED灯具闪烁,线路老化,甚至引起火灾。

  而混合动态滤波补偿装置则能根据系统电网中实际所需无功补偿类型进行容性或感性线性无功补偿,同时能进行谐波治理。在补偿容量满足的情况下甚至能补偿LED产品易引起的三相不平衡线性,此时用混合动态滤波补偿装置来进行治理的优势就十分明显。

  2、LED显示屏等产品谐波产生原因以及无功需求

  LED需要低压直流驱动,因此显示屏工程大量采用开关电源为显示模块提供驱动。为了降低低压直流电流在各种输送环节耗损,显示屏配电一般采用大量小功率开关电源模块,配置成分布式局部低压直流供电模式。这种实现方法在解决了低压传输损耗的同时,却带来了谐波污染和中线电流过大等问题。其原因有:开关电源为典型的谐波源,其谐波含量非常高,其波形为断续的尖峰波。由于一般使用的开关电源容量较小(典型的案例为手提电脑的电源),并没有引起足够的重视。但如果大量的开关电源同时工作,其产生的谐波将不可忽视,如果不加以处理,可能对供电网造成污染,对同一网内的其他设备产生不可预知的危害。

  常规三相近似平衡的负荷,其零线的正常电流一般小于相电流的30%。显示屏系统无论怎么配置负荷分布,由于显示画面的变化,终会带来瞬时三相不平衡。加之谐波电流的影响,其零线的电流可以达到相电流的280%。

  当瞬时三相不平衡时,其相应的无功需求也会随之增加,做为容性负载,其所需的感性无功补偿是常规低压无功功率补偿装置所不能提供的,在电能参数表上会显示“-0.99”以下的功率因数,而市场上部分功率因数补偿控制器并不能分别电容柜的过补,会继续投入电容,而电容投入越多,系统电网过补现象越严重,对导线的负荷越重,罚款越多,形成恶性循环。

  3、LED产品治理不当产生的危害

  无功功率功率因数过低代表了系统导线中无功电流的超标,对导体本身是一种载荷负担,易引起载流导体的发热,老化。而无功功率因数过低或者过补引起的因数过低,会造成用电单位被罚款,甚至停电整改。

  谐波过大会导致零线电流过大,零线电流过大是一个严重的火灾隐患,因为零线上没有过流保护装置,不像相线上有保险等装置,当电流过大时可以切断电流。而当零线上电流过大时,只能任其温度升高,加速电缆老化,甚至引起火灾。

  谐波不仅表现为电流谐波,而且由于谐波电流对电网冲击使供电电压含有谐波,会使电压波形奇变严重,可能对电网上其他敏感设备造成不良影响,甚至使其工作异常,带来关联的法律责任问题,例如同楼中某公司的网络服务器因突然停电,造成损失。

  4、安科瑞混合动态滤波补偿装置(ANSVG-G-A)在LED产品中的应用

  某广场大型户外LED显示屏,该显示屏供电系统有850个30OW的开关电源分布式并联运行,总功率共计250kw。开关电源是典型的谐波源,在工作时具有电流谐波畸变率高、谐波含量大、谐波频谱宽、设备为容性负载、功率因数低等用电特性。当大量的开关电源集中使用时会导致中线电流过高,功率因数低,电流谐波畸变率高等现象,从而影响了LED显示屏正常工作。

  4.1治理方案

  基于该现场的特点,并联安装一台ANSVG-G-A型混合动态滤波补偿装置,设备参数如下:

  ● 动态补偿无功功率:线性输出,无功功率全容性-全感性输出,补偿无死角,补偿后系统功率因数≥0.99并且响应时间<5ms。

  ● 动态谐波滤除:容量范围内对应3、5、7、11次谐波滤除效果显著.

  ● 分相补偿能力:具备100%的分相补偿能力,且可治理三相不平衡。

  ● 性能稳定:采用全控型电力电子器件及先进的瞬时无功理论算法,避免了采用传统型LC无功补偿模块容易出现的谐振问题,可靠性高。

  ● 线路状态采集:检测设备所在的需补偿线路的电压、电流值及其波形、功率因数、谐波含量等重要电能质量参数。

  4.2 ANSVG-G-A技术参数

  ● 额定电压:  400(1±20%)V

  ● 额定频率:  50Hz±2%

  ● 全响应时间:<5ms

  ● 控制方法:  瞬时无功理论、FFT

  ● 功率因数:  ≥0.99

  ● 补偿率 :   无功90%

  ● 分相补偿:  100%具备分相补偿能力

  ● 安装方式:  并联安装

  ● 模块效率:  97%

  ● 噪    声:<65dB

  ● 冷却方式:  风冷

  ● 工作温度:  -10℃~+45℃

  ● 储藏温度:  -20℃~+65℃

  ● 环境要求:  室内安装,建议安装海拔高度不超过1000米,更高海拔可按GB/T 3859.2降容使用

  ● 工作模式:  自动或手动

  ● 接线方式:  三相四线

  ● 过载能力:  自动限定到额定电流运行

  ● 抗晃电能力:额定电压在±20%范围内

  ● 通讯接口:  远程RS485/RS232/以太网通讯功能可选,上位机通讯软件可选

  ● 操作显示:  液晶监控面板;运行参数设置;触摸按键操作;基本电能参数显示。

  ● 保    护:  电网过欠压、电网错缺相、设备过流、过热、直流母线过欠压、过载自动限流保护

  ● 防护等级:IP20

  5、ANSVG-G-A低压有源滤波器的报价及主要元件清单

  6、结语

  随着LED产品规模的变大,LED工程对电网造成的谐波污染已是一个不可轻视的问题。谐波以及功率因数低带来的各种危害已经初步显现,由此引发的电网运行事故和法律关联责任都可能随时发生。本文通过描述现场发生情况,以及相应治理方案,阐述了安科瑞混合动态滤波补偿装置(ANSVG-G-A)对应LED工程的治理能力,达到科学合理用电,抑制电网污染,提高电能质量,保证设备安全运行的作用。

  作者简介:王长幸(1985-),女,江苏安科瑞电器制造有限公司 ,汉族,本科,工程师,主要研究方向为智能建筑供配电监控系统

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