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混合動態(tài)濾波補償裝置產(chǎn)品簡介

安科瑞 張奇峰

江蘇安科瑞電器制造有限公司

摘要：本文從產(chǎn)品功能和適用場所方面介紹了安科瑞混合動態(tài)濾波補償裝置產(chǎn)品，闡述了其基本原理、市場需求前景并分析了其產(chǎn)品應(yīng)用優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：安科瑞混合動態(tài)濾波補償裝置 基本原理 市場需求 優(yōu)勢

1 引言

由于電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，電網(wǎng)中出現(xiàn)了大量非線性負(fù)載和不平衡負(fù)荷(如LED燈、UPS、變頻器等)以及新的發(fā)電方式與儲能方式的推廣使用(其中有大量的整流與逆變器)。這些設(shè)備的使用導(dǎo)致了電能質(zhì)量問題的產(chǎn)生，并時刻影響著日常生產(chǎn)工作。因此有許多場合在無功補償?shù)耐瑫r，必須進(jìn)行諧波治理。如使用靜止無功發(fā)生器+有源濾波器兩種設(shè)備來治理，不僅投入成本高，占地面積也較大，而混合動態(tài)濾波補償裝置正是將此兩種產(chǎn)品功能有機結(jié)合在同一個產(chǎn)品中形成的，此時用混合動態(tài)濾波補償裝置來進(jìn)行治理的優(yōu)勢就十分明顯。

2 混合動態(tài)濾波補償裝置原理介紹

混合動態(tài)濾波補償裝置的特點在于可將靜止無功發(fā)生器與有源電力濾波器的功能有機組合在同一個模塊中，使用一個控制器控制無功+諧波兩種輸出。

它將電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代控制系統(tǒng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，通過對裝置輸出電流相位的控制，從感性到容性整個范圍進(jìn)行連續(xù)的無功調(diào)節(jié)，快速補償系統(tǒng)對無功功率的需求;同時采集并計算出線路中的諧波電流分量，通過調(diào)節(jié)三相橋式電路交流側(cè)輸出與電網(wǎng)中諧波幅值相等，方向相反的補償電流從而達(dá)到諧波治理的目的。其應(yīng)用可克服LC補償器等傳統(tǒng)的無功補償器響應(yīng)速度慢、補償效果不能精確控制、容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩等缺點;還可避免傳統(tǒng)電容柜對有源濾波器工作產(chǎn)生的不良影響。它在一個單柜內(nèi)可同時實現(xiàn)有源濾波及SVG型無功補償，并將兩種功能結(jié)合在一個模塊中智能調(diào)節(jié)輸出比例，最大限度利用了各自的優(yōu)點，大幅提高了應(yīng)用效率。

圖2-1 混合動態(tài)濾波補償裝置工作原理圖

3 客戶需求

3.1市場需求

近年來，電能質(zhì)量市場在各方推動下增長迅速，尤其是濾波設(shè)備和無功補償設(shè)備，復(fù)合年增長率超過16%。2010年中國電能質(zhì)量市場總銷售額達(dá)到了351.82億，其中無功補償市場銷售額300.22億元，諧波治理48.53億元;2011年我國電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到近416.6億元，其中無功補償市場銷售額為330.20億元，諧波治理86.40億元。2012年我國電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到近453.21億元，其中無功補償市場銷售額為351.27億元，諧波治理101.94億元。2013年我國的電能質(zhì)量治理產(chǎn)業(yè)銷售額超過了500億元。

3.2 適用場所

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和電力電子產(chǎn)品的推廣使用，供電系統(tǒng)或負(fù)荷中含有大量諧波;且負(fù)載投切迅速，導(dǎo)致功率變化極快，傳統(tǒng)電容補償型無功柜已難以滿足市場需求。在此前提下，不少廠家開始著手采購有源濾波器并改造無功柜，此項工程費時費力，且受限于配電室的空間使有源濾波容量普遍偏小，若采用混合動態(tài)濾波補償裝置方案則只需將原無功柜直接替換即可，不用另增加有源濾波柜柜體空間，且投入成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同容量SVG+APF。

此外，混合動態(tài)濾波補償裝置同樣適用于商業(yè)中心、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院等同時需要無功補償和諧波治理的場所。

4 技術(shù)參數(shù)

4.1命名規(guī)則

安科瑞混合動態(tài)濾波補償裝置型號為ANSVG-G-A，其具體命名規(guī)則如下：

4.2工作模式

混合動態(tài)濾波補償裝置是一種用于補償無功，濾除諧波，提高功率因數(shù)，實現(xiàn)無極補償效果的新型電力電子裝置;智能控制系統(tǒng)主動根據(jù)系統(tǒng)的線性動態(tài)需求，自動調(diào)節(jié)有源及無源模塊的輸出配比;ANSVG-G-A整機主要是由ANSVG-G-A模塊并聯(lián)、通訊組成;能完成更大容量的無功諧波電流的補償，整機通過一個7寸觸摸屏實現(xiàn)人機交互。觸摸屏通過RS485與ANSVG-G-A模塊進(jìn)行通信。

4.3ANSVG-G-A產(chǎn)品功能

l 動態(tài)補償無功功率：線性輸出，無功功率全容性-全感性輸出，補償無死角，補償后系統(tǒng)功率因數(shù)≥0.99并且響應(yīng)時間<5ms。

l 動態(tài)諧波濾除：容量范圍內(nèi)對應(yīng)3、5、7、11次諧波濾除效果顯著，單抽屜模塊75kvar無功+37.5A濾波。

l 分相補償能力：具備100%的分相補償能力，且可治理三相不平衡。

l 性能穩(wěn)定：采用全控型電力電子器件及先進(jìn)的瞬時無功理論算法，避免了采用傳統(tǒng)型LC無功補償模塊容易出現(xiàn)的諧振問題，可靠性高。

l 線路狀態(tài)采集：檢測設(shè)備所在的需補償線路的電壓、電流值及其波形、功率因數(shù)、諧波含量等重要電能質(zhì)量參數(shù)。

4.4ANSVG-G-A技術(shù)參數(shù)

l 額定電壓： 400(1±20%)V

l 額定頻率： 50Hz±2%

l 全響應(yīng)時間：<5ms

l 控制方法： 瞬時無功理論、FFT

l 功率因數(shù)： ≥0.99

l 補償率 ： 無功90%

l 分相補償： 100%具備分相補償能力

l 安裝方式： 并聯(lián)安裝

l 模塊效率： 97%

l 噪 聲： <65dB

l 冷卻方式： 風(fēng)冷

l 工作溫度： -10℃～+45℃

l 儲藏溫度： -20℃～+65℃

l 環(huán)境要求： 室內(nèi)安裝，建議安裝海拔高度不超過1000米，更高海拔可按GB/T

3859.2降容使用

l 工作模式： 自動或手動

l 接線方式： 三相四線

l 過載能力： 自動限定到額定電流運行

l 抗晃電能力：額定電壓在±20%范圍內(nèi)

l 通訊接口： 遠(yuǎn)程RS485/RS232/以太網(wǎng)通訊功能可選，上位機通訊軟件可選

l 操作顯示： 液晶監(jiān)控面板;運行參數(shù)設(shè)置;觸摸按鍵操作;基本電能參數(shù)顯

示。

l 保 護(hù)： 電網(wǎng)過欠壓、電網(wǎng)錯缺相、設(shè)備過流、過熱、直流母線過欠壓、

過載自動限流保護(hù)

l 防護(hù)等級： IP20

4.5 混合動態(tài)濾波補償裝置(ANSVG-G-A)產(chǎn)品外觀

4.5.1 模塊外形尺寸

ANSVG-G-A模塊機箱各方向視圖如下：

4.5.2 ANSVG-G-A整機外形尺寸圖

ANSVG-G-A整機機箱各方向視圖如下：

5 產(chǎn)品優(yōu)勢

5.1治理性能優(yōu)勢

ANSVG-G-A相對于除了適用環(huán)境更廣之外，在常規(guī)配電環(huán)境中使用時，也具有極其優(yōu)良的性能，且其無功+諧波一體式的輸出模式擁有更廣的適用群體。具體參考表5-1。

表5-1 混合動態(tài)濾波補償裝置(ANSVG-G-A)與相關(guān)產(chǎn)品比較

5.2 應(yīng)用優(yōu)勢

混合動態(tài)濾波補償裝置不僅在治理性能上有不俗的表現(xiàn)，在技術(shù)特性及客戶體驗方面也有著顯著的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)為以下幾點：

(1)適用于任何電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗，不會發(fā)生諧振;

(2)可根據(jù)負(fù)載使用變化隨時增、減設(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(hù)方便，可實現(xiàn)故障模塊單獨維修、更換;維護(hù)期間其它設(shè)備可持續(xù)工作;

(6)方便備貨，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?？蛻艚?jīng)濟(jì)利益;

(7)功能集成化，在一個觸摸屏上選擇無功補償與有源濾波輸出容量，一體化啟?？刂?。

6結(jié)束語

安科瑞混合動態(tài)濾波補償裝置(ANSVG-G-A)集電能監(jiān)測、設(shè)備保護(hù)、通訊功能于一體，且具有強大的無功補償和諧波治理能力，可完美應(yīng)對各種無功補償和諧波治理需求的場合。其治理效果一則加強了電網(wǎng)的輸配電能力，降低損耗;二則避免了用戶因功率因數(shù)不足而被罰款，為用戶帶來了極大的經(jīng)濟(jì)效益;三則提高了電網(wǎng)的電能質(zhì)量，消除系統(tǒng)諧波，保障了用電設(shè)備的工作精度和使用壽命。由此可見，混合動態(tài)濾波補償裝置的使用對供用電雙方都有益，既提高了電能質(zhì)量,保證了設(shè)備運行性能和壽命，又創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)了雙方的共贏。

【參考資料】

[1] 安科瑞電能質(zhì)量監(jiān)測與治理選型手冊。2015.08版

[2] 安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01.版

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