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        產品分類

        APF有源電力濾波器

        更新時間:2021-09-30 瀏覽數:417
        發貨地址:江蘇省無錫江陰市南閘街道南閘村  
        產品規格:
        產品數量:9999.00臺
        包裝說明:
        單 價:9999998.00 元/臺
        產品名稱ADW300-2G 安科瑞
        低壓有源濾波器在醫院建筑中的應用
        1 引言
        現代化醫療機構為提高醫療服務水平,不斷引入新型、復雜的各種醫療設備如核磁共振、CT機、X光機、血透機等,同時各種節能照明設備、變頻空調、電梯設備等大量投入使用。這些設備均為非線性設備,在運行過程中會產生大量的高次諧波,對配電系統和醫療設備造成一定的干擾。同時這些的醫療設備都具有的計算機部件和大量的高靈敏微電子器件,對供電電源的電能質量要求很高,對電壓波動和電力諧波非常敏感,嚴重的電力諧波問題會導致醫療設備的損壞甚至導致醫療事故的發生。
        2 醫院建筑供電系統諧波源、諧波特性及諧波危害分析
        2.1 諧波的來源
        電梯設備
        中央空調系統
        消*泵
        照明設備
        手術室、層流室系統
        ICU、分娩室、新生兒監護室、血透中心等
        制劑、樣本、血液保存與冷凍設施
        自動化設施
        醫療診斷設備主要診斷設備,如螺旋CT機、彩色多普勒、核磁共振儀、腹腔鏡、腦電圖機、色譜儀、各種功能檢測儀器等
        主要緩解設備,如呼吸機、高壓氧倉、各類監護儀、激光緩解儀等
        2.3 諧波危害分析
        2.3.1 諧波對配電系統的危害
        使電力元件附加損耗加大,易引發火災;影響電氣設備的正常運行;引起電網諧振;使繼電保護誤動作,電氣測量誤差過大;使工控系統崩潰。
        2.3.2 諧波對醫療設備的危害
        導致依賴微處理器技術的設備的同步失調和數據錯誤;直接危害設備內部電子線路安全,導致擊穿或放電;影響精密醫療設備的使用性能和精度。
        3 電網諧波標準要求
        目前采用的電能質量(諧波)評定標準,主要為中**準《電能質量:公用電網諧波》(GB/T14549-1993),標準中對電網中電流電壓的畸變率有明確規定,也是作為諧波評價、治理的重要依據。
        4 ANAPF低壓有源濾波器在醫院建筑中的應用案例
        4.1 有源濾波器應用簡介
        某大型**醫院新建的門診住院綜合樓共有4臺2000kVA和1臺1600kVA的變壓器以及1臺800kW的柴油發電機,根據該醫院各變壓器非線性負荷設備的負載率大小和相應的諧波畸變率以及各非線性設備的同時使用率來計算諧波電流的大小,配置了5臺不同容量規格的ANAPF有源濾波器。
        下面以1#ANAPF有源濾波器投入運行前、后配電系統電能質量測試情況的對比分析為例來具體描述,其中1#變壓器負載主要為燈光照明、電梯、潛污泵、計算機中心等。
        4.1.1 有源濾波器投運前后的數據
        (1)有源濾波器投入前電流波形畸變比較嚴重,三相電流諧波含量分別為19.7%、27.8%、26.6%,三相電流分別為4**、40A、64A,中性線電流為37A。
        (2)有源濾波器投入后電流波形畸變情況明顯改善,三相電流諧波含量明顯降低,分別為2.9%,2.8%,3.4%,三相電流分別為47A、48A、47A,中性線電流為**。
        (3)電流波形明顯改善,使用濾波器后電流波形近似呈正弦波形態,諧波治理的工作達到了預期的目標和效果。
        4.2 有源濾波器在醫院建筑中應用的意義
        保護醫療用電設備安全,凈化電源,保護功率因數補償設備,防止保護裝置的誤動作,降低電能損耗,擴大變壓器和發電機供電容量。
        5 結論
        本文分析了醫院建筑的諧波源、諧波特性和危害,并通過某大型醫院低壓配電系統中有源濾波器的應用案例,對比分析了有源濾波器投入前后的情況,說明了有源濾波器的諧波治理技術是改善供電電能質量的有效手段之一,可將產生的諧波控制在小范圍內,達到科學合理用電,抑制電網污染,提高電能質量,保證醫療設備安全的作用。
        「參考文獻】
        1、GB/T 14549-1993 《電能質量:公用電網諧波》
        2、安科瑞電氣股份有限公司產品手冊.2013.01.版

        諧波抑制與有源濾波裝置的應用
        1 前言
        在電力系統中,正常的電壓和電流波形應當是頻率為50Hz的正弦波,但是實際的波形總有不同程度的畸變,這就是諧波所致。隨著電力技術的飛速發展,諧波所造成的危害也日趨嚴重,諧波污染已成為阻礙電力技術發展的重大障礙之一 [ 1 ]。
        電力系統中諧波的產生大致有三種來源:( 1)來源于發電機。發電機由于三相繞組在制作上很難做到對稱,鐵心也很難做到均勻一致,以及其他一些原因,發電機多少也會產生一些諧波,但一般來說很少; (2)來源于輸配電系統。輸配電系統中主要是電力變壓器產生諧波,由于變壓器含有鐵心,鐵心具有磁飽和性,鐵心飽和后是非線性的,變壓器鐵心常工作在磁通密度較高的區段,磁化曲線*陡,*易產生諧波。據統計由電力變壓器產生的諧波中,其中的3次諧波電流可達額定電流的15%;( 3)來源于各種電氣設備。主要包括一些電力電子整流設備,變頻裝置,電弧爐、電石爐,氣體放電類電光源等等。據統計,由整流裝置產生的諧波占電力系統所有諧波的近40%,這是大的諧波源。
        本文根據諧波產生的特點,總結了抑制諧波的措施,分析無源濾波裝置和有源濾波裝置在諧波治理中的應用。分析了目前有源濾波器的主要研究方向及有源濾波器設計的一種新思路。
        2 諧波治理
        2.1 諧波治理的標準
        諧波的危害和影響引起了**高度重視,為了保證電網和用電設備的安全、穩定、經濟運行,目前許多、*組織以及一些大電力公司都**了相應的諧波標準。
        GB/T14549-1993 《電能質量:公用電網諧波》[ 2 - 3]
        GB/T15543-2008 《電能質量:三相電壓允許不平衡度》
        各諧波標準宗旨大同小異,都是基于以下三個目的:
        (1)將電力系統電流和電壓波形的畸變控制到系統及其所接設備能夠允許的水平。
        (2)以符合用戶需要的電壓波形向用戶供電。
        (3)不干擾其他系統(如通訊系統)的正常工作。
        2.2 諧波治理的措施
        針對諧波產生的特點諧波治理的措施主要有以下3種形式:(1)主動治理,即從諧波源出發,使諧波源不產生諧波或降低諧波源產生的諧波; (2)受端治理。即從受到諧波影響的設備或系統出發,提高它們的抗諧波干擾能力; (3)被動治理,即外加濾波裝置,阻止諧波源產生的諧波注入電網,或者阻止電力系統的諧波流入負載端。
        目前應用較廣的是采用被動治理的措施,外加濾波裝置。目前主要方式為無源濾波器和有源濾波器,以阻止諧波源產生的諧波注入電網,或者阻止電力系統的諧波流入負載端。
        雖然無源濾波器具有投資少、**、結構簡單及維護方便等優點,在現階段廣泛用于配電網中,但由于濾波器特性受系統參數影響大,只能消除特定的幾次諧波,而對某些次諧波會產生放大作用,甚至諧振現象等技術缺陷,隨著電力電子技術的發展,人們將濾波研究方向逐步轉向有源濾波器。
        相比無源濾波器,有源濾波器具有以下優點:
        (1)濾波性能不受系統阻抗的影響。
        (2)不會與系統阻抗發生串聯或并聯諧振,系統結構的變化不會影響治理效果。
        (3)原理上比PPF*為優越,用一臺裝置就能完成各次諧波的治理。
        (4)可實現動態治理,能夠迅速響應諧波的頻率和大小發生的變化。
        (5)由于裝置本身能完成輸出限制,因此即使諧波含量增大也不會過載。
        (6)具備多種補償功能,可以對無功功率和負序進行補償。
        (7)諧波補償特性不受電網頻率變化的影響。
        (8)可以對多個諧波源進行集中治理。
        安科瑞公司ANAPF系列有源電力濾波裝置作為一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置,它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償,其應用可克服LC濾波器等傳統的諧波抑制和無功補償方法的缺點(傳統的只能固定補償),實現了動態跟蹤補償,而且可以既補諧波又補無功,是諧波治理和無功補償的選擇,是確保電網穩定運行的有力保障。
        3 ANAPF系列有源電力濾波裝置
        作為改善供電質量的一項關鍵技術,目前有源電力濾波器在日本、美國、德國等發達工業已廣泛用于國民經濟的各個生產部門,并且諧波補償的次數逐步提高,單機裝置的容量也逐步提高,其應用領域正從補償用戶自身的諧波向改善整個電力系統供電質量的方向發展。
        3.1 ANAPF有源電力濾波裝置的工作原理
        ANAPF系列有源電力濾波裝置,以并聯的方式接入電網,通過實時檢測負載的諧波和無功分量,采用PWM變流技術,從變流器中產生一個和當前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,從而實現諧波治理和無功補償。
        3.3 ANAPF有源電力濾波裝置的功能模塊
        控制器模塊APFMC-C100
        主要由:DSP(數字信號處理器)、FPGA邏輯器件、AD信號采樣電路、DI/DO輸入輸出控制電路、PWM波形控制電路、RS485通訊電路等組成,主要用來完成電壓、電流等信號的采集和處理、指令電流的計算、開關電路的生成、PWM信號的輸出、系統對外通訊與系統保護等功能??刂葡到y是有源濾波器的**,它決定了有源電力濾波器系統的主要性能和指標。
        變流器模塊APFCOV
        其**是儲能電容和IGBT模塊。變流器的作用主要是將電網的電壓經IGBT功率模塊整流后為儲能電容充電,使母線電壓維持在某個穩定的值,在這個過程中變流器主要工作在整流狀態,當主電路產生補償電流時,變流器又工作在逆變狀態??紤]到產品是在電網中長時間運行的,因此直流支撐電容采用薄膜電容,功率模塊采用德國**產品,以確保整機質量。變流器的選擇根據補償電流的大小而有所不同。
        電抗器模塊APF-RE.DG、APF-RE.SDG
        APF電抗器起濾波作用,濾除APF發出的電網不需要的諧波。電抗器可分為單相和三相,電流從1**到200A等多種規格。
        人機操作界面APF-HMI
        APF柜在工作時,系統可以監測其網側電流、APF橋臂電流以及負載側電流,用戶可以通過HMI來對APF的運行模式進行設置,對于運行中出現的問題,可以產生對應的事件記錄。HMI就是我司針對電力系統,工礦企業,公用設施,智能大廈的電力監控需求而設計的一種智能儀表,它采用高亮度TFT-LCD彩屏顯示界面,通過面板按鍵來實現參數設置和控制,集成全部電力參數的測量、全面的電能計量和考核管理、多種電力質量參數的分析。
        配套的電流采樣互感器AKH-0.66-K
        3.4 技術優勢
        DSP+FPGA全數字控制方式,具有*快的響應時間;
        的主電路拓撲和控制算法,精度*高、運行*穩定;
        一機多能,既可補諧波,又可兼補無功;
        模塊化設計,便于生產調試;
        便利的并聯設計,方便擴容;
        具有完善的橋臂過流、保護功能;
        使用方便,易于操作和維護。
        4 ANAPF有源電力濾波裝置的應用
        有源電力濾波器可廣泛應用于工業、商業和機關團體的配電網中,如:電力系統、電解電鍍企業、水處理設備、石化企業、大型商場及辦公大樓、精密電子企業、機場/港口的供電系統、醫療機構等。根據應用對象不同,ANAPF系列有源電力濾波裝置的應用將起到保障供電可靠性、降低干擾、提高產品質量、增長設備壽命減少設備損壞等作用。
        4.1 主要應用范圍及場合
        1)機場:主控室、計算機房、廣播系統、EIB燈光調光系統等。
        2)醫院:ICU(重癥監護室)、MRI(磁共振成像)、手術室、醫學成像室、放療科等。
        3)劇場、體育館:解決由于諧波造成的EIB調光設備及其它控制設備的損壞。
        4)學校:精密實驗室、機房、網絡中心等。
        5)研究所:精密儀器、機房、高精密設備集中區域等。
        6)大型商場:解決由于節能燈大量應用造成的諧波問題。
        7)銀行:計算機中心、營業部計算機、安防系統等。
        8)稅務、工商:大型計算機中心等。
        9)電信機房:移動基站
        10)工廠:生產線的PLC、計算機控制設備、**機床、PCS系統、計量/稱重系統等。
        11)電視臺:圖像設備、調光設備、計算機等。

        有源濾波裝置在機場的應用
        1、 引言
        隨著城市交通水平的提高,飛機作為一種便捷的交通方式給人們日常交通生活帶來了多樣化的選擇,隨之機場也在逐年擴建。但在機場的低壓配電系統中,存在著大量的諧波源,如機場助航燈、直流電機、電爐、軋機、電焊機等,這些諧波源具有電流畸變大、諧波頻譜范圍廣、無功需求變化快等特點。這類負載產生的諧波,危及配電系統的正常運行,甚至引發嚴重的電氣事故。其中以機場助航燈光系統為例,助航燈光負載設備不斷增加,機場燈光站大量使用可控硅調光設備,導致產生大量的諧波電流,對電能質量造成污染,同時附加電流和額外的熱效應對各類電氣設備和電纜線路安全也造成一定危害。因此,對機場助航燈光站電力諧波問題進行分析與治理*為重要。
        2、 機場諧波的產生及危害
        電力系統諧波產生的根本原因是一些具有非線性伏安特性的輸配電和用電設備。當電流流經非線性負載時,與所加的電壓不呈線性關系,就形成了非正弦波電流,從而產生諧波。諧波污染越來越多地威脅到電力系統安全、穩定、經濟運行,給同一網絡的線性負載和其它用戶帶來了*大影響。
        助航燈光站中的主要設備是控制助航燈光開/關和調節燈光亮度的調光器,采用可控硅斬波來調節輸出電壓,以達到輸出電流保持在規定值的目的,輸入的正弦波形經過可控硅斬波后變成非線性波形。調光器在調相變控恒流過程中產生了大量的諧波,對整個助航燈光系統造成污染,導致供電效率*低。
        助航燈光系統,在市電供電的運行時燈光系統運行平穩正常;但在柴油發電機供電時,系統出現明顯的電流電壓波動,當發電機供電時,由于柴油發電機無法提供全負荷運行所需的有功電能,因此調光器無法進行高光級下的電流控制和調節,嚴重情況下甚至可能會出現設備跳閘的現象,延誤飛機的正常運行。
        3、 諧波評估標準
        為了限制諧波污染,保障公用電網的安全運行,IEEE 和IEC 從不同角度出發推出了相應的諧波標準,我國早于1993 年7 月31 日頒布了GB/T14549-1993《電能質量——公用電網諧波》標準,并于1994 年3 月1 日實施。**標準的基本原則是限制諧波源注入電網的諧波電流及其在電網中產生的諧波電壓,防止其對電網中供電設備的干擾,保證電網的安全經濟運行;把電網中的電壓總諧波畸變率及各次諧波含有率控制在允許的范圍內,保證供電質量,使接入電網中用戶的各種用電器具免受諧波的危害,保持正常工作。
        4、 諧波治理方案選擇
        根據對機場助航燈光系統諧波參數的分析和諧波治理標準,我們對機場諧波抑制方案進行了選擇。
        目前電力系統諧波治理主要存在兩大主流方式:無源濾波技術和有源濾波技術。機場燈光站采用的大功率電力半導體調光設備,會產生大量高次諧波(主要是3 倍次諧波以外的所有奇次諧波),而無源濾波器對每次諧波都要單*設計單諧振濾波器,設計參數要跟系統阻抗有關(計算系統阻抗很繁瑣,并且系統逐年擴建,系統阻抗也會變化);無源濾波不能對諧波消除,反而存在著放大諧振的危險;電容的老化也會使原來設計諧振點偏移而達不到濾除目標諧波的目的;無源濾波系統適合負荷單一、穩定的場合。
        與無源濾波器相比,有源濾波系統具有高度可控性和快速響應性(≤1ms),能補償各次諧波,可抑制閃變、補償無功,有一機多能的特點;在性價比上較為合理;濾波特性不受系統阻抗的影響,可消除與系統阻抗發生諧振的危險;具有自適應功能,可自動跟蹤補償變化著的諧波。其基本原理是從諧波源(被補償對象)負載回路中檢測出諧波電流,由補償裝置產生一個與該諧波電流大小相等而相位相反的補償電流波形,用以抵消諧波源負載所產生的諧波電流,從而使電網側電流只含有基波分量。
        ANAPF有源濾波裝置專門針對此類工況特點的低壓配電系統而設計,該裝置濾波**、實時跟蹤、響應速度快特點,可濾除負載諧波,抑制系統振蕩,提高電網的穩定性,同時**明顯的節能降耗和供電設備增容的效果。
        5、ANAPF低壓有源濾波器在醫院建筑中的應用案例
        某機場供電系統的基本狀況如下:供電容量較大,供電電壓以110/10/0.4KV 等級為主,機場設備較多且分散,用電量大,部分為設備,負荷有一定沖擊性,供配電系統三相基本平衡,低壓部分進行了集中無功補償。
        以1#助航燈光站為例進行諧波分析,1#助航燈光站包括2臺500KVA變壓器和一臺150kVA柴油發電機備。主要用電設備為機場助航燈光設備。
        5.1 ANAPF有源濾波裝置的工作原理
        ANAPF系列有源電力濾波裝置,以并聯方式接入電網,通過實時檢測負載的諧波和無功分量,采用PWM變流技術,從變流器中產生一個和當前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,從而實現諧波治理和無功補償。
        5.2 ANAPF有源濾波裝置投入前后對比
        (1)有源濾波器投入前功率、電流波形畸變嚴重,諧波治理后波形趨于正弦波,諧波治理的工作達到了預期的目標和效果;
        (2)有源濾波器投入后功率因數波形畸變情況明顯改善,諧波治理前分別為-0.805,-1.000,-1.000,治理后分別為0.925,0.394,0.347。
        從附圖的對比中可以看出:同種負載條件下,投入使用ANAPF有源濾波器后,電能質量改善的同時,又節省了電能;功率因數的大幅度提高,提升了變壓器、發電機的供電容量,從而解決了系統發電機帶全負荷運行時控制設備失調的問題。
        5.3安裝要求
        ANAPF一般為標準柜式結構,安裝時應避免倒置或平放,外形尺寸由所選諧波補償電流值決定,平面布置形式一般由諧波電流補償點位置決定。1)離墻安裝:正常情況下建議與低壓開關柜并列離墻布置,正面操作,雙面維護,背面維護通道不小于800mm。
        2)靠墻安裝:ANAPF也可靠墻布置,正面操作,正面維護。
        3)電氣設計人員在考慮系統接線及平面布置時應注意將ANAPF的補償接入點盡量靠近補償對象,并處于采樣CT的上游,或在末端預留空間供設計安裝,CT采樣處下游不能包含容性負荷。
        4)ANAPF所有正常情況下不帶電的金屬外殼均應根據設計要求的接地制式(TN-S、TN-C-S、TT等)嚴格做好相應的保護接零或保護接地。
        6、 結論
        本文通過介紹機場助航燈光系統諧波源的產生及危害,對比有源濾波裝置和無源濾波裝置的方案,采用ANAPF有源濾波裝置對機場供電系統的電能治理,達到了相應的諧波標準,系統內電能質量得到很大地提高,減少了變壓器和線路的損耗,提升了變壓器、發電機的供電容量,從而解決了系統發電機帶全負荷運行時控制設備失調的問題。大大提高了機場運行的安全性和經濟性。
        「參考文獻】
        [1] 上海安科瑞電氣股份有限公司產品手冊.2013.01.版
        [2] 民用機場助航燈光供電系統的電力諧波分析. 馮興學

        -/gjiebg/-