隨著電力電子變流裝置的應用日益廣泛,電能得到了更加充分的利用。但非線性電力裝置設備的廣泛應用產(chǎn)生了大量畸變的電流諧波,畸變電流在電網(wǎng)中的流動導致了諧波電壓;諧波污染越來越多地威脅到電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行,給同網(wǎng)絡的線性負載和其它用戶帶來了影響。諧波已與電磁干擾、功率因數(shù)降低并列為電力系統(tǒng)的三大公害。所以了解諧波產(chǎn)生的原理、研究消除供配電系統(tǒng)中的高次諧波問題對改善供電質(zhì)量和確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行有著非常積極的意義。
諧波是指頻率為整數(shù)倍于基波頻率的電壓或電流成分。它會導致電網(wǎng)中電流和電壓畸變,引起電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性和能效下降。諧波治理裝置是一種專門用于減小、濾除或控制諧波的電力設備,通過采取合適的措施來改善電力質(zhì)量,保障供電可靠。
諧波測量是諧波問題中的個重要分支,對抑制諧波、解決諧波產(chǎn)生的問題有著重要的指導作用。因此對諧波的測量和分析是電力系統(tǒng)分析和控制中的項重要工作,是繼電保護、故障測量等工作開展的重要提。
一、ANAPF200-400/A 諧波治理裝置主要諧波產(chǎn)生源如下表: 名 稱 | 所屬行業(yè) |
變頻裝置 | 商業(yè)、市政、民用、公用事業(yè)、工礦企業(yè)等 |
UPS、開關(guān)電源、逆變電源 | 公用事業(yè)、商業(yè)、電子、通信等 |
地鐵、輕軌、充電站(樁) | 交通 |
單(多)晶硅生產(chǎn)設備、中頻爐 | 制造業(yè) |
電弧爐、交流弧焊機、感應加熱裝置 | 機械、能源、化工 |
二、ANAPF200-400/A 諧波治理裝置諧波的危害
1、使電力元件附加損耗加大,易引發(fā)火災
諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的損耗,降低了發(fā)電、輸電及用電設備的效率。大量三次諧波流過中線會使線路過熱,甚至引起火災。
2、影響電氣設備的正常運行
諧波會影響電氣設備的正常工作,使電機產(chǎn)生機械振動和噪聲等,使變壓器局部嚴重過熱,使電容器、電纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短,以致?lián)p壞。
3、引起電網(wǎng)諧振
這種諧振可能使諧波電流放大幾倍甚至數(shù)十倍,會對系統(tǒng),特別是對電容器和與之串聯(lián)的電抗器形成很大的威脅,經(jīng)常使電容器和電抗器燒毀。
4、使繼電保護誤動作,電氣測量誤差過大
諧波會導致繼電保護,特別是微機綜合保護器與自動裝置誤動作,造成不必要的供電中斷和生產(chǎn)損失;諧波還會使電氣測量儀表計量不準確,產(chǎn)生計量誤差,給用電管理部門或電力用戶帶來經(jīng)濟損失。
5、使工控系統(tǒng)崩潰
臨近的諧波源或較高次諧波會對通信及信息處理設備產(chǎn)生干擾,輕則產(chǎn)生噪聲,降低通信質(zhì)量,計算機無法正常工作;重則導致信息丟失,使工控系統(tǒng)崩潰。
三、ANAPF200-400/A 諧波治理裝置諧波治理依據(jù)的家標準
1、GB/T14549-1993 《電能質(zhì)量:公用電網(wǎng)諧波》
2、GB/T15543-2008 《電能質(zhì)量:三相電壓允許不平衡度》
3、GB/T12325-2008 《電能質(zhì)量:供電電壓允許偏差》
4、GB/T12326-2008 《電能質(zhì)量:電壓波動和閃變》
5、GB/T18481-2001 《電能質(zhì)量:暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓》
6、GB/T15945-2008 《電能質(zhì)量:電力系統(tǒng)頻率允許偏差》
7、GB7625.1-1998 《低壓電氣電子產(chǎn)品發(fā)出的諧波電流限值》
8、GB/T15576-1995 《低壓無功功率靜態(tài)補償裝置總技術(shù)條件》
四、有源電力濾波裝置
1、型號說明
2、ANAPF200-400/A 諧波治理裝置工作原理
ANAPF系列有源電力濾波裝置,以并聯(lián)方式接入電網(wǎng),通過實時檢測負載的諧波和無功分量,采用PWM變流技術(shù),從變流器中產(chǎn)生個和當諧波分量和無功分量對應的反向分量并實時注入電力系統(tǒng),從而實現(xiàn)諧波治理和無功補償。
原理如下圖:
3、ANAPF200-400/A 諧波治理裝置主要技術(shù)特點
(1)DSP+FPGA全數(shù)字控制方式,具有極快的響應時間;
(2)主電路拓撲和控制算法,精度更高、運行更穩(wěn)定;
(3)一機多能,既可補諧波,又可兼補無功;
(4)模塊化設計,便于生產(chǎn)調(diào)試;
(5)便利的并聯(lián)設計,方便擴容;
(6)具有完善的橋臂過流、保護功能;
(7)使用方便,易于操作和維護。
3、ANAPF200-400/A 諧波治理裝置技術(shù)參數(shù)
接線方式 | 三相三線或三相四線 |
接入電壓 | 3×400v +10%~-10% |
接入頻率 | 50Hz±2% |
動態(tài)補償響應時間 | 全響應時間<20ms |
開關(guān)頻率 | 10kHz |
功能設置 | 只補償諧波、只補償無功、既補償諧波又補償無功;手動、自動切換。 |
諧波補償次數(shù) | 2-21次 |
保護類型 | 直流過壓 IGBT過流 裝置溫度保護 |
過載保護 | 自動限流在設定值,不發(fā)生過載 |
冷卻方式 | 智能風冷 |
噪音 | < 65db(處于柜內(nèi)并運作于額定狀態(tài)) |
工作環(huán)境溫度 | -10度~+45度 |
工作環(huán)境濕度 | <85%RH不凝結(jié) |
海拔高度 | ≤1000m(更高海拔需降容使用) |
智能通訊接口 | 外加模塊 |
遠程監(jiān)控 | 可選 |
進出線方式 | 上進下出 |
防護等級 | IP20 |
外形尺寸(mm) | 30A | 50A | 75A | 100A |
(W×D×H) | 600×500×1500 | 600×500×1500 | 600×500×1800 | 800×600×2200 |
重量(kg) | 三相四線 | 三相三線 |
30A、50A | 75A、100A | 30A、50A | 75A、100A |
280 | 360 | 240 | 290 |
說明: |
1、可以通過實測數(shù)據(jù)確定補償電流,或通過電力系統(tǒng)詳細信息(單線圖、變壓器、負荷情況等)計算出補償電流; |
2、三線系統(tǒng)需配置2個或3個CT(用于A相和C相),四線系統(tǒng)需要配置3個CT(用于A相、B相和C相)。 |
五、應用場景
1、工業(yè)供電系統(tǒng):工業(yè)生產(chǎn)中存在大量非線性負荷,如電子設備、變頻器等,容易產(chǎn)生諧波。諧波治理裝置可以廣泛應用于工業(yè)供電系統(tǒng),保障重要設備的正常運行,防止諧波對設備的損害。
2、商業(yè)建筑和住宅小區(qū):商業(yè)建筑和住宅小區(qū)中普遍存在各類電氣設備,如空調(diào)、電梯等,會產(chǎn)生大量諧波。諧波治理裝置可以改善用電環(huán)境,提高電能利用效率,降低設備故障率。
3、公共交通系統(tǒng):電動車、電車等公共交通工具的普及也帶來了諧波問題。諧波治理裝置可以保障公共交通系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行,提高供電可靠性。
六、發(fā)展趨勢
諧波治理裝置在未來的發(fā)展中有以下趨勢:
1、高效節(jié)能:未來將更加注重能源的節(jié)約與環(huán)境保護,采用更高效的濾波器和控制技術(shù),減小功耗,提高能源利用效率。
2、智能化:未來將結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù),實現(xiàn)設備的自動化監(jiān)測和管理,提高故障診斷與維護的效率。
3、多功能一體化:未來將具備多種功能,如諧波濾波、電壓調(diào)節(jié)、無功補償?shù)?,實現(xiàn)一體化的諧波管理解決方案。
4、安全可靠:未來將進一步提高設備的穩(wěn)定性和可靠性,確保系統(tǒng)的安全運行,并對異常情況進行快速響應。