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  • 有源电力滤波器的技术要求及应用范围
  • 日期:2019.06.21    浏览:611次    字体:       
  • 前言

    随着工业现代化程度提高,谐波的问题日益严重。这主要是现代化工业的用电方式发生了巨大的变化。传统工业的主要电力负荷是电动机和电阻加热设备,这些设备是线性负载,不会产生谐波电流。而现代化工业的主要电力负荷是电流变换器,包括变频器、中频炉、直流电机驱动器等,这些负荷都是非线性负载,工作时产生严重的谐波。另一方面,大部分配电系统,包括变压器、开关柜、继电保护器、无功补偿柜等,都是按照线性负荷设计的。当实际负荷为非线性负荷时,对配电系统造成严重的危害,轻则导致系统过热、不稳定,重则损坏配电设备。解决这个问题的方法就是在非线性设备的电源输入端安装有源电力滤波器,将非线性负荷转变为线性负荷,谐波导致的各种问题便迎刃而解。这种安装在设备的电源输入端的谐波滤波器被称之为有源电力滤波器。

    有源电力滤波器实物图


    有源电力滤波器的作用

    有源电力滤波器可实时检测电网中的谐波,通过变流器产生反相的补偿电流,动态滤除电网中的谐波。能综合性的解决电网谐波、无功、三相负载不平衡等电能质量问题。采用模块化设计,常见的有源电力滤波器模块容量有25A、50A、75A、100A等,可多机并联运行,具有机架式、壁挂式等多种安装方式,最大限度满足实际需求。


    有源电力滤波器的技术要求

    国内低压电网为400V,但是对于某些行业,其低压电网会比较高,例如石油钻机传动采用的是600V,矿山用电可能是690V或1140V,而某些行业的电压等级可能更加多样,但一般都是500V以上。如何解决这些行业谐波治理需求,是一个问题。通常为了提高电流响应速度、保证补偿效果,处理谐波的有源电力滤波器比处理基波的变频器或并网逆变器需要更高的直流母线电压。通常两电平逆变器的直流母线电压是交流电网电压有效值的2倍。对于380V应用,直流母线电压一般在700V~750V,而对于600V,直流母线电压需要达到1200V。很多企业的做法是加一个变压器,将其他等级的电压变为400V。通过谐波的变压器是经过特殊设计的,价格比较高,体积也比较大,变压的损耗也会比较大。而采用三电平技术,可以用耐压较低的管子组成耐压较高的变流器系统,可以直接连接到电压较高的电网上,同时保证较好滤波效果和单机容量。


    主要应用场合

    1、变频设备的应用场合随着技术的进步,变频设备大量应用于各类场合,变频设备会产生大量的谐波,因此,这类场合是有源滤波器主要的目标市场之一。
    2、不稳定负荷的应用场合不稳定负荷不是有源滤波器的主要市场,但它是电力系统一个极其重要的方面,因为不稳定的负荷虽然所占比例不大,但是它们对电力系统产生的影响却远远大于其它负荷所造成的影响,因此对于该类应用场合也应作为有源滤波器的主要市场方向之一。
    3、钢铁厂的电弧炉、轧钢机等是主要的谐波发生设备,且主要是冲击性负荷,对钢铁厂附近的其它负荷有很大影响。同时,谐波问题对钢铁厂无功补偿的影响很大,所以应以无功补偿和谐波治理同时处理作为目标。
    4、有色冶金的负荷除电弧炉性质的负荷外,还由于采用直流湿法冶金而产生大量的直流成分。
    5、港口机械是大型的提升设备,一般都采用很大的变频器,因此是港口机械主要的谐波源,因此对于该类应用场合也应作为有源滤波器的市场方向之一。
    6、电气化铁路一般使用直流电机拖动,因此是一个市政方面的主要谐波源。根据现有上海、北京等地电气化铁路的运行情况,大多数系统都安装了滤波器。预计本产品可以达到电气铁路滤波器国产化的作用。
    7.高精度自动化生产线高精度自动化生产线本身不产生谐波,但是对于电能质量有很高的要求,因此需要在高精度自动化生产线的供电侧安装有源滤波器,以降低谐波对生产线的影响
    8、办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所办公大楼、大型商业区等节能灯和空调集中场所的谐波情况也非常严重,治理方法宜采用集中治理方法,以节省成本。


    有源电力滤波器的技术优势

    绿色化
    1、效率达97.2%,比效率为95%的有源滤波器年节约电能6,500kwh。
    2、基于精确模型的热设计和结构优化。
    3、效率更高的拓扑增强型控制算法。

    小型化
    1、体积仅为同类主流品牌1/6,占用更少空间。
    2、适应不同的工况安装创新,挂壁式或机架式安装使用更少的原材料,保护环境。

    智能化
     补偿指定次数谐波可调感性,容性无功补偿系统不平衡负载自动检测、抑制系统谐振全功能监控系统。

    模块化
    N+1冗余,显著提高系统可靠性系统生产,更出色质量保证减少系统单故障,更出色质量保证减少系统单故障点灵活并联,适应不同工况。
     

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