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模块化有源滤波器

更新时间:2020-11-03

简要描述:

模块化有源滤波器 在我国供配电系统当中,谐波污染是待解决的问题之一,近年来由于社会对于电力的需求变大,以及新型电器的不断产生,对电力系统的要求也越来越高,形成的谐波污染也越来越不容忽视,因此,我国相关研究人员结合居民以及单位的实际用电状况,釆用设备,研究新理论去解决电力谐波治理问题。
 谐波对感应式电能表的影响,感应式电能表是针对非常狭窄频率范围的正弦电流和电压波形而设计的。当频率与额定频率不

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模块化有源滤波器 在我国供配电系统当中,谐波污染是待解决的问题之一,近年来由于社会对于电力的需求变大,以及新型电器的不断产生,对电力系统的要求也越来越高,形成的谐波污染也越来越不容忽视,因此,我国相关研究人员结合居民以及单位的实际用电状况,釆用设备,研究新理论去解决电力谐波治理问题。
 谐波对感应式电能表的影响,感应式电能表是针对非常狭窄频率范围的正弦电流和电压波形而设计的。当频率与额定频率不同时,会引起电流、电压工作磁通幅值及它们之间相位角的改变,使驱动力矩、治理力矩、补偿力矩及铁芯损耗发生相对变化,从而引起感应式电能表计数误差的变化。感应式电能表频响曲线的平坦与否,对它在谐波功率下的计数影响甚大。频响特性曲线下降的原因是感应式电能表转盘涡流路径的 等效转盘阻抗及其阻抗角随频率而变大所致。当电压和电流均发生畸变时产生了谐波功率,感应式电能表基本上忽略了5次以上的高次谐波功率。感应式电能表少计量3次谐波功率5%~30%、5次谐波功率80%~95%。值得注意的是,谐波功率的潮流对感应式电能表的计量有很大影响。

  1 产品简介

  功能:

  ANAPF系列有源电力滤波器通过电流互感器采集系统谐波电流,经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量,产生谐波电流指令,通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流,并注入电力系统中,从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。

  应用范围:

  适用于并联在含谐波负载的低压配电系统中,能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。

  订货范例:

  具体型号:ANAPF150-380/BGL

  技术要求:谐波补偿电流150A,线电压等级380V 。

  接线方式:三相四线

  安装方式:立柜式

  互感器接线方式:负载侧

  2 技术参数

3 产品选型

 4 应用案例

    ANAPF在低压配电系统中的具体应用

  上海某中小型企业,变压器容量为150kVA,到了冬季当有大量的空调同时打开时,断路器就会跳闸,严重影响了公司的日常运营。经调查该公司有大量节能灯、变频空调、计算机、打印机和电梯等非线性负载,正是这些非线性负载降低了变压器的出力。研究表明谐波电流会引起变压器外壳外层硅钢片或某些紧固件发热,可能导致局部过热的发生,使绝缘介质老化加速,导致绝缘损坏,缩减变压器使用寿命。谐波对变压器的使用效率产生重大的负面影响。经实际勘测分析发现该公司变压器裕量虽不大,但如果把谐波降低到符合国家标准规定的范围内,就可以满足日常的供电需求,没有必要扩容。对公司的用电负荷进行调查分析,发现照明回路负荷较大,并且因为照明回路使用了大量的节能灯,使该回路谐波含量比较高,是降低变压器出力的主要原因。

  用FLUKE 434对照明回路进行测量得到电流波形如图1所示。由图可知,电流波形与理想的正弦波相去甚远,畸变较为严重。电流波形的畸变会导致电压波形的畸变进而影响到其他设备如计算机的正常运转。同时N相电流达37A,电流不平衡问题也比较突出,存在较大的用电隐患。

  分次谐波含量数据如图2所示。由图可知,A相、B相、C相的THDi分别为19.7%、27.8%、26.6%,谐波污染非常严重,存在安全隐患。

  图1:照明回路电流波形          图2:照明回路分次谐波含量数据

  根据谐波含量,选用额定容量为50A的ANAPF对照明回路进行单独补偿,治理后得到的电流波形图、分次谐波含量数据分别如图3、图4所示。

  图3:治理后照明回路电流波形            图4:治理后照明回路分次谐波含量数据

  从图3、图4可以看出,治理后电流波形接近于的正弦波,电流的畸变得到了有效的控制;中性线电流也从37A降低到5A,消除了因中性线电流过大而引起的火灾隐患;电流的谐波含量也从20%左右降到了3%左右,谐波含量大为降低,已符合GB T14549-1993《电能质量 公用电网谐波》规定标准。

  ANAPF有效的降低了THDi,同时治理了三相不平衡,减少了中性线流过的电流,有效的提高了各项电能指标,使各种用电设备能正常稳定运行,延长了设备的使用寿命,减少了因电路故障而产生的损失。
低压配电网的谐波治理措施,低压配电网的谐波治理措施主要有两个:一是主动措施,即从谐波源本身出发,使其不产生谐波或降低其输出的谐波的含量;二是被动措施,即通过安装电力滤波器,滤掉谐波源产生的谐波,或者阻碍电力系统的谐波流入用户电网。主动措施包括多脉冲整流技术、脉宽调制技术(PWM)、矩阵变换器、四象限变流器等。采用主动措施可以有效限制谐波的产生,但由于非线性负载的多样性,通过主动措施完全消除谐波电流是不可能的。被动措施主要有PPF以及近几年来兴起的APF。PPF因其成本低、结构简单和维护方便的原因得到了广泛应用,但其有些缺点是难以克服的,如只能滤除特定频率的谐波、容易和系统发生并联谐振、对于波动性负载滤波效果不理想等。APF具有响应速度快、滤波能力强、安装灵活、方便扩展的特点,近几年来得到了越来越广泛的应用。
滞环比较跟踪控制,滞环电流控制具有简单灵活,性能与系统参数无关, 动态响应速度快,鲁棒性好,精度较高等优点,因此在跟踪谐波电流或电压的控制方面应用较多。把补偿电流的指令信号ic*和实际补偿电流信号ic 进行比较,得到两者的差值Δic,将其差值Δic作为滞环比较器的输入,通过滞环比较器产生控制主电路中开关通断的PWM控制信号,该信号经驱动电路来控制开关的通断, 从而达到控制实际补偿电流i 跟踪指令电流i *变化的目的。

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