有源滤波器谐波保护柜

有源滤波器 有源滤波柜

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 ZRYYLB-Ⅱ系列有源电力滤波器（Active Power Filter，简称APF）是利用全控电力电子元件，满足对电能质量（功率因数和谐波）有较高要求的用户需求的装置。APF装置并联在系统和用户设备之间，其主要功能是在电网供电过程中当负载侧产生谐波和无功电流时，保证系统侧的电流没有谐波和无功电流，使用户其他关键敏感设备得以在近似不受干扰的电气环境中正常运行，并且不会污染电网。

ZRYYLB-Ⅱ系列有源电力滤波器装置采用基于DSP的主控制器和模块驱动器的分层分布式控制器体系，并采用基于彩色触摸屏的人机界面，具有响应速度快、自动化，控制方法灵活等特点。

ZRYYLB-Ⅱ系列有源电力滤波器装置从结构上分为二种类型：

1、分相H桥式

优点：开关频率高、滤波效果好。结构清晰、明了。

缺点：器件多（6个IGBT模块）、成本较高。

2、三相桥式。

优点：器件少（3、4个IGBT模块）、成本低。

缺点：开关频率低、滤波效果一般。  

产品特点

   响应速度快、滤波能力强、运行损耗小。

(1)能同时动态实时滤除全部谐波或多种选定的谐波；采用矢量筛选技术，可对3到15次之间的谐波进行有选择的补偿或者对全部的谐波进行补偿。

(2)在滤除谐波的同时动态补偿基波无功，提高功率因数。也可以在0无功功率的情况下滤除谐波，避免无功反送情况出现；

(3)安全性好，不存在谐振或电压放大，可自动限制输出电流，装置永不过载，保证装置安全可靠工作；

(4)可对不平衡进行补偿，避免负序电流对电网及电气设备影响；

(5)智能启动系统，一键并网，系统断电恢复后自动投入；

产品型号

ZRYYLB-0.4KV/××A/×L  

具体使用分相H桥式或三相桥式类型，要根据用户谐波特性决定。

产品参数

额定工作电压

AC380V±15%

单柜额定容量

25A—600A (单个模块容量25A-35A-50A-60A-75A-100A-150A)

电气接线

三相三线、三相四线

额定工作频率

50Hz±5%

滤波范围

3-25次谐波(可以选择性滤波，各次谐波补偿可分别设定)

滤波程度

选定每次谐波可进行幅值补偿设定

滤波能力

95%

无功补偿

模式可选，自动容量控制

功率因数校正

有，且可设定

过载能力

120%

多台运行方式

并联运行

平均无故障时间

≥10万小时

开关频率

7.2kHz--20kHz（平均）

响应时间

<1ms

控制算法

具有自适应能力的领域筛选矢量补偿算法

控制器

数字式DSP

通信功能

采用Modbus远程通讯协议，通信接口RS485/232

控制连接

光纤连接、电气连接

装置功率损耗

额定满载运行时，损耗不超过4%额定功率

防护等级

IP30

冷却方式

强迫风冷

结构要求

柜体为落地安装，可与相邻配电柜并列安装（等高），可根据情况选择上、下进出线方式

环境温度

－25℃—＋55℃

存储温度

－40℃—＋65℃

相对湿度

*大95%，无凝露

海拔高度

安装海拔小于1000米 (高海拔特殊定做)

污秽等级

重污区

雷害等级

中雷区

柜体尺寸

高×深×宽=2200×800×600/800/1000（MM）

应用领域

该设备可广泛应用于35KV及以下电压等级的供配电系统中。其主要应用的行业包括：电力系统、石油、烟草、化工、冶金、制药、造船、汽车制造、电信、水泥、矿山、电气化铁路、造纸、精密机械加工、焊接、纺织、印刷、精密电子、半导体生产企业等。

电力系统谐波及其影响

   在供用电系统，工业负荷中相当多的设备具有非线性和时变特性。它们作为谐波源向电网注入谐波，严重影响供电网电能质量。系统中主要的谐波源是各种整流设备、交直流换流设备、电子电压调整设备、电弧炉、感应炉、现代工业设施、为节能和控制使用的各种电力电子设备、非线性负荷以及多种家用电器和照明设备等。电气铁道机车采用的大容量单相整流供电设施，除了产生大量谐波电流外，还产生负序电流、负序电压。

谐波污染对电力系统的危害：

(1)电机产生附加功率损耗和发热，从而降低电机运行效率，缩短电机寿命。　　　　　　　　　　　　　(2)对无功补偿电容器组引起谐振或谐波电流放大，导致电容器因过电流或过电压而损坏。对电力电缆造成过负荷或过电压击穿。

(3)增加变压器和电网的损耗。当发生谐振或放大现象时，损耗可达到相当大的程度。导致系统不能满容量运行，降低系统设备的运行效率或者缩短设备寿命。(4)对继电保护、自动控制装置和计算机产生干扰和造成误动作。

(5)造成电能计量的误差。不仅增加电度表本身的误差，而且谐波源负荷从系统中吸收基波功率而向系统送出谐波功率使用户多付电费。

(6)谐波电流在高压架空线路上的流动除增加线损外，还将对相邻通讯线路产生干扰影响。

   在我国电力系统中，上述情况都时有发生，而且谐波和负序电流引起的综合危害还引发过大容量发电机的跳闸。因此，无论从保证电力系统的安全经济运行或是从保证用户设备和人身安全来看，对谐波污染造成的危害影响加以限制都是极为迫切需要的。

无源电力滤波装置治理谐波及其不足

   采用无源滤波装置对谐波进行治理是一个非常普遍和基本的方法，它通过调整电容器和电抗器的参数，对某次谐波(单调谐滤波器)或某个频率范围的谐波(高通滤波器、低通滤波器)呈现非常低阻抗的通道，从而避免其流入系统。

滤波电容器和电抗器技术比较成熟，并且具有价格低廉的优势，所以在*初系统中谐波情况比较简单的时候，起到了明显而有效的作用。但是，由于电力系统网络的复杂化以及大量非线性负荷的应用，使得谐波问题变得很不确定，不仅各次谐波含量波动比较明显，谐波成分也变得多样化，比如包括了偶次谐波和更高次谐波，并且在时间上也不是一成不变的。而无源滤波装置一旦设置好参数，就基本不能改变，因此它显然不能适应目前复杂多变的谐波情况。

   无源滤波装置还会带来谐振问题。在进行无源滤波装置设计的时候需要非常注意避免谐振点，但是由于外部环境是变化的，因此当系统参数发生变化的时候，原来的设计就会显得不合适甚至产生新的谐振点。当系统的谐振点无法开避时，无源滤波装置的设计也就变得无可奈何，只能采用牺牲滤波效果的方案。

有源电力滤波装置(APF)的技术优点

本装置综合应用数学微电子技术、电力电子等前沿科学，成为时代的佼佼者，是一种充满活力的成熟技术，APF具有很明显的优点。

   (1)多效功能、谐波与无功综合补偿、节能降耗

   谐波源负载中含有基波电流和谐波电压，APF实时检测谐波电流分量并产生一个与谐波电流分量幅值相同、相位相反的补偿电流分量，将其注入电网，使电源电流中仅包含负荷电流中的基波分量。

   在装置中实际应用过程中，可以综合考虑基波和谐波成分。因此，APF可以在消除谐波的同时提供无功功率补偿。且其无功调节是双向的。既可以发出无功，也可以吸收无功。这一特性使得有源滤波有了更大的应用空间。

   如果对于高次谐波、无功电流和负序电流综合考虑，则完全可以用一个表达式对其进行描述，区别只在于参考跟踪电流参数的取值不同。由此，APF可以同时对谐波、无功和负序电流进行补偿，在一定程度上平衡三相负荷电流、电压，抑制电压闪变，不仅能改善电能质量，还能达到节能增效的目的。

   (2)控制灵活，实时追踪负荷容量

   由于无源滤波装置其实是一组单调谐滤波装置，对于每一高次谐波，只要投入电容器便有固定的容量补偿，但系统中的谐波情况是实时变化的，由于负荷的变化，可能某次谐波的补偿容量达不到要求、有可能过补。而APF完全不需要考虑各次谐波的具体成分，只要在其允许的补偿容量内，就可以做到完美的补偿。                    

(3)避免谐振

   无源滤波装置的设计需要复杂的计算和验证，其重要原因是希望避免系统中的谐振现象，而实际情况下，谐振是很难避免的，因为系统的参数、谐波的特性常常是变化的。APF的工作原理决定其在系统中不会引起谐振，并且可以帮助消除谐振。

   (4)体积小，重量轻

   由于无需高压大容量的储能元件(如电容器和电抗器)，且不需配备专门的滤波装置，故APF具有体积小、重量轻的优点，通常380V供电系统用的APF只需要一个屏柜的占地面积。  

 

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