APF有源濾波裝置 無功補償及濾波裝置

一、APF有源濾波裝置 功能：

ANAPF系列有源電力濾波器通過電流互感器采集系統(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過功率行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。

二、APF有源濾波裝置 應(yīng)用范圍：

適用于并聯(lián)在含諧波負(fù)載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠?qū)討B(tài)變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償。

三、訂貨范例：

具體型號：ANAPF150-380/BGL

技術(shù)要求：諧波補償電流150A，線電壓等級380V 。

接線方式：三相四線

安裝方式：立柜式

互感器接線方式：負(fù)載側(cè)

四、技術(shù)參數(shù)：

五、產(chǎn)品選型：

六、產(chǎn)品介紹：

ANAPF板載式有源濾波裝置是我公司研發(fā)的電能補償裝置的一種，采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，基于高速全數(shù)字控制方式的數(shù)字信號處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理設(shè)備。它由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個主要部分組成。與傳統(tǒng)無源濾波器（相當(dāng)于給諧波電流提供了接近于0的低阻抗通道，以免諧波電流注入系統(tǒng)）相對比，有源濾波裝置通過IGBT逆變模塊實現(xiàn)了各次諧波的動態(tài)濾除。

6.1 ANAPF板載式有源濾波裝置工作原理

ANAPF板載式有源濾波裝置可以通過外部電流互感器，實時檢測負(fù)載電流，并通過內(nèi)部DSP計算，提取并計算出負(fù)載電流的諧波成分，然后通過PWM信號發(fā)送給內(nèi)部IGBT，控制逆變器產(chǎn)生一個和負(fù)載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中抵消對應(yīng)諧波電流，達到濾波目的。工作原理圖及補償示意如圖1所示。

圖1 ANAPF工作原理及對應(yīng)波形示意

6.2 ANAPF板載式有源濾波裝置結(jié)構(gòu)介紹及優(yōu)勢分析

ANAPF板載式有源濾波裝置相較于公司前期的立柜式產(chǎn)品來說，體積更小、重量更輕、方便安裝、更美觀，這對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)安排和內(nèi)部集成度有了更高的要求。

6.2.1抽屜式模塊

抽屜式板載模塊外觀如圖所示：

其主要參數(shù)如下：

外形尺寸485×610×275 （寬*深*高）

額定電流：50A（可按照需求適當(dāng)提高）

額定電壓:AC380V

接線方式:三相三線或三相四線

進線方式：后進后出

額定頻率：50Hz

模塊殼體顏色：RAL9004

防護等級：IP20

質(zhì)量：50KG

6.2.2壁掛式模塊

壁掛式板載模塊外觀如圖所示：

其主要參數(shù)如下：

外形尺寸485×275×610 （寬*深*高）

額定電流：50A（可按照需求適當(dāng)提高）

額定電壓:AC380V

接線方式:三相三線或三相四線

進線方式：上進上出

額定頻率：50Hz

模塊殼體顏色：RAL7035

防護等級：IP20

質(zhì)量：50KG

接線示意圖如下：

其中壁掛式結(jié)構(gòu)適用于負(fù)荷容量較小或場地緊湊的場合，一般為單柜獨立運行時使用；抽屜式結(jié)構(gòu)多采用多模塊并聯(lián)安裝在抽屜柜體中的安裝方式，可根據(jù)實際補償容量需求增減柜體內(nèi)模塊數(shù)量，適用于大負(fù)荷容量的場合。目前我司常規(guī)產(chǎn)品較大的為6個模塊組合，并且正在向更多模塊數(shù)，更大容量化方面研究與發(fā)展。其抽屜柜安裝效果圖如圖4所示。

該方式相對于傳統(tǒng)整柜式有以下幾項優(yōu)點：

（1）每個模塊容量為50A（可在適當(dāng)范圍內(nèi)浮動），相同的柜體格局下有更多容量選擇，并可根據(jù)客戶實際需求增加模塊數(shù)量至6個以上（需加寬柜體尺寸，效果可參照圖5）；

（2）可根據(jù)負(fù)載使用變化隨時增、減APF設(shè)備的容量（加、減模塊數(shù)量即可，并對人機界面作相應(yīng)參數(shù)設(shè)置）；

（3）每個模塊單獨安裝散熱單元，并可在柜體上加裝散熱風(fēng)扇，散熱效果良好，故障率低；

（4）多個模塊之間雖有通訊連接，但各臺的故障并不會相互影響其它模塊繼續(xù)工作（補償容量會相應(yīng)減小）；

（5）后期維護方便，可實現(xiàn)故障模塊單獨維修、更換。

（6）結(jié)構(gòu)精巧，設(shè)計靈活，可作為零部件（模塊）單獨購買，嵌入第三方柜體；柜型外觀、尺寸的改變基本不影響內(nèi)部安裝和整體使用效果。

（7）生產(chǎn)周期短，即使是非常規(guī)要求產(chǎn)品亦能保證及時投入使用，確保客戶經(jīng)濟利益。

圖4 模塊化組合式安裝示意圖                                     圖5 兩列模塊組裝效果示意圖

七、應(yīng)用案例

ANAPF在數(shù)據(jù)機房的應(yīng)用

▲ 項目背景：

常熟智慧城市是一個市民卡信息中心，其中包括大型數(shù)據(jù)機房，對電能質(zhì)量要求非常高；為了提高供電可靠度，采用大量的UPS作為設(shè)備電源，機房內(nèi)還包含空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備等。此類電力電子設(shè)備皆屬于非線性負(fù)載，在使用過程中會產(chǎn)生大量諧波并注入系統(tǒng)中，主要以5次、7次為主；如果不進行諧波治理，對電網(wǎng)造成嚴(yán)重的污染，也影響機房中其他敏感設(shè)備，比如導(dǎo)致通信數(shù)據(jù)錯誤，甚至癱瘓、中斷，降低了配電系統(tǒng)的性、可靠性。

▲ 治理方案：

根據(jù)以往測量經(jīng)驗進行諧波分析與估算，諧波主要由UPS和一些非線性直流電源產(chǎn)生，供電系統(tǒng)由2臺800kVA變壓器及其一臺800kW發(fā)電機組成，采用集中治理方案，在每臺變壓器下加裝300A有源電力濾波器，由兩臺150A并機實現(xiàn)，型號為ANAPF150-380/BGL，來自動跟蹤補償負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流，保證整個系統(tǒng)可靠運行。

▲ 治理效果：

圖4-1治理之前A、B、C、N相電流波形和電流頻譜

由圖可以看出，治理前，N線電流較大，3次、5次、7次等諧波頻次含量較大；治理后，N線電流明顯降低、各次諧波電流得到抑制，提高了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，了諧波對通信系統(tǒng)影響的危害，收到了良好的運行效果。

▲ 安裝現(xiàn)場：

圖4-2 安裝現(xiàn)場