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混合滤波补偿装置

更新时间:2020-11-03

简要描述:

混合滤波补偿装置这种控制电路的特点是不需要载波,硬件电路简单, 电流响应快,若滞环宽度固定则其电流跟踪误差范围固定。但这种方式中的滞环宽度H对补偿电流的跟踪性能有较大的影响:当H较大时,其跟踪误差大,跟踪能力差, 对主电路中电力半导体器件的开关频率要求较低;反之, 当H较小时其电流跟踪误差小,但同时对主电路中电力半导体器件的开关频率要求就比较高。
有源电力滤波器的现状及发展前景 国外的研究现

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混合滤波补偿装置这种控制电路的特点是不需要载波,硬件电路简单, 电流响应快,若滞环宽度固定则其电流跟踪误差范围固定。但这种方式中的滞环宽度H对补偿电流的跟踪性能有较大的影响:当H较大时,其跟踪误差大,跟踪能力差, 对主电路中电力半导体器件的开关频率要求较低;反之, 当H较小时其电流跟踪误差小,但同时对主电路中电力半导体器件的开关频率要求就比较高。
有源电力滤波器的现状及发展前景 国外的研究现状, 目前,有源电力滤波器在国外的研究以日本为代表,已经进入实用化阶段,已有很多应用实例。随着容量的逐步提高,其应用范围也从补偿用电户自身的谐波向改善整个电力系统电能质量的方向发展。有源电力滤波器在日美等工业发达国家已经得到了高度的重视和广泛的应用。一些装置已经相当成熟,其产品开始进入大量实用化阶段。如日本的有源电力滤波器使用很普遍,并联型有源电力滤波器容量达50 MVA,采用的是GTO、SCR器件,用于治理电弧引起的闪变。

  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。
电力系统各环节的延时问题,在控制不当的情况下,系统中各个环节易出现延时状况,如何降低各环节延时状况产生的频率,使通过仪器检测出的电流信号与实际状况完全相符,是关系到APF功能问题。
三相四线制的电力系统当中,若出现延时将影响电网运作的主要环节有三个:三相四线零序分离延时、IG死区延时、数字处理延时,将并联型APF系统作为主要研究对象,可以采取以下方式减少延时:采用互感器,此种互感器应具有相应补偿功能;启用微处理 器;缩短电力系统采样审查周期;加快控制信号的更新频率;选取适宜的开关设备,缩短死区时间;启用有效的预测方式。
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。

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