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ANAPF在江阴某知名纺织企业项目中的设计与应用
2016年06月02日 10:29 变频器产业网

 

摘要:本文介绍了ANAPF有源滤波装置的工作原理、方案、技术参数以及产品特点,结合在江苏某知名纺织企业低压配电?#20302;?#20013;的应用案列,说明了有源滤波装置在低压配电?#20302;?#20013;对改善供电电能质量、治理谐波起到了至关重要的作用。

关键词:低压配电?#20302;?有源滤波装置 工作原理 方案 特点 应用 谐波

引言

随着电力电子变流装置的应用日益广泛,电能得到了更加充分的利用。但非线性电力装置设备的广泛应用产生了大量畸变的电流谐波,畸变电流在电网中的流动导致了谐波电压;谐波污染越来越多地威胁到电力?#20302;?#23433;全、稳定、经济运行,给同一网络的线性负载和其它用户带来了极大影响。谐波已与电磁干扰、功率因数降低并列为电力?#20302;?#30340;三大公害。所以了解谐波产生的原理、研究消除供配电?#20302;?#20013;的高次谐波问题对改善供电质量和确保电力?#20302;?#23433;全经济运行有着非常积极的意义。谐波测量是谐波问题中的一个重要分支,对抑制谐波、解决谐波产生的问题有着重要的指导作用。因此对谐波的测量和?#27835;?#26159;电力?#20302;撤治?#21644;控制中的一项重要工作,是继电保护、故障测量等工作开展的重要前提。


1.工作原理

ANAPF系列有源电力滤波装置并联在含谐波负载的低压配电?#20302;?#20013;,能?#27426;?#21160;态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。其原理为:ANAPF系列有源电力滤波器通过CT采集?#20302;?#35856;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?#25163;?#34892;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?#20302;?#20013;,从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。

2.APF产品技术参数

有源滤波装置三种安装方式中,壁挂式?#32479;?#23625;式是立柜式的经济型方案,为用户大大节约了成本。单个模块容量最大为50A,可单独使用。也可选用多个50A模块形成大电流补偿装置。

3.方案设计

针对江苏某知名纺织企业项目的谐波,相关技术人员对容量2500KVA的1#变压器出线侧进行了详细测量。主要谐波频次为5次、7次、11次是典型的6n±1谐波。


测量示意图?#28023;?#40657;圈为测量点)

谐波治理时考虑到要将谐波滤波干净,谐波滤波器选型时要比?#23548;?#30005;流大一些,确定对1#变压器变频器出线配置2台ANAPF200-380/BGL的有源滤波装置进行集中治理。

4.产品设计

4.1电气设计

ANAPF200-380/BGL有源滤波装置由4个50A抽屉板载模块构成,总进线配一个塑壳?#19979;?#22120;,原理如下图所示:

4.1.1抽屉板载模块的设计

外形尺寸485×610×275 (宽*深*高)

额定电流:50A

额定电压:AC380V

接线方式:三相四线

进线方式:后进后出

额定频率:50Hz

模块壳体颜色:RAL9004

防护等级:IP20

质量:50KG

4.2柜体结构设计

如下图,柜体尺寸为1000*2200*800(宽高深),柜体颜色是RAL7035,GGD柜型,镀锌板材质,安装方式是与配电柜拼柜,柜体设计本着与其它低压柜协调一致的原则。

5.产品特点

模块化设计,成本低,性能提高,体积小,安装便利,便于后期维护及扩容;

DSP+FPGA全数字控制方式,具有极快的响应时间,先进的主电路拓扑和控制算法,精度更高、运行更稳定;

一机多能,即可补谐波,又可兼补无功,可对2-31次谐波进行全补偿或指定特定次谐波进行补偿;

具有完善的桥臂过流保护、直流过压保护、装置过温保护功能;

每个模块采用彩色触摸屏以实现参数设置和控制,使用方便,?#23376;?#25805;作和维护;

输出端加装滤波装置,降低高频纹波对电力?#20302;?#30340;影响;

6.应用案例

6.1项目概况及要求

江苏某知名纺织企业现场使用变频器等负载,产生大量谐波,导致电容柜的电容器损坏,从而?#25925;导?#21151;率因数降低,由于功率因数达不到国家规定标准0.9的要求,供电部门采取了对该公司进行经济上的处罚,严重影响公司正常运营。

6.2谐波治理效果

从图1、图2可以看出电流波形?#35789;?#20856;型的三相整流桥非线性负载的波形,图2中反映出变频器的电流谐波总畸变率为11.96%,5次谐波电流是331.6 A,7次谐波电流是89.8A,除此之外还有11次,12次电流谐波,其他次数谐波较小可忽略。

投入有源电力滤波器后,变频器电网供电的波形及谐波含量均发生了变化,从图3可以看出电流波形已变得接近正弦波,图4中反映出变频器的总输入电流总畸变率减少到4.8%,5次谐波电流从原来的331.6A变为92.2A,7次谐波电流从原来的89.8A变为13.8A,其他次数的谐波同样得到了消除。有源电力滤波器的应用为企业消除电网污染、节能降耗带来了新的亮点。


7.结束语

该项目所选用的有源滤波柜?#20146;?#26032;模块化设计方案,体积小,成本低,安装便利,便于以后维护及扩容;使用方便,?#23376;?#25805;作;有源滤波装置节约了用户投资成本,缩短了工期,为低压配电网的谐波治理工程提供了高效的补偿装置,具有良好的应用价值和应用前景。

 

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