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KPI-APF17有源电力滤波器-100A
    发布时间: 2021-12-15 11:03    

 有源电力滤波器(APF)主电路为 IGBT 功率变换器,采用基于瞬时无功功率理论的检测技术,自动跟踪电网谐波变化,具有高度可控性与快速响应性。克服了传统无源滤波器的滤波效果差,容易发生谐振、只能补偿固定次谐波等缺点,对各种快速瞬变的冲击性负荷均能起到良好的滤波和补偿效果。

 安徽科派研发的有源滤波器采用军工级控制芯片,计算能力及抗干扰能力极强,可实现一个控制器集中控制多台有源滤波器并联工作,采用自适应电流平均值控制算法并结合 LCL 拓扑结构,克服了传统的滞环电流控制由于开关频率变化所带来的输出频谱范围宽、滤波较困难、高频谐波会干扰电网等缺点。


 通过外部互感器CT实时采集电流信号,通过内部检测电中路分离出其中的谐波部分,通过IGBT功率变换器产生与系统的谐波大小相等相位相反的补偿电流注入电网,实现滤除谐波的功能。


 

 实时检测系统的无功功率,通过IGBT功率变换器产生容性或感性的基波电流,实现动态连续无功补偿,无功补偿的目标功率因数可以通过操作面板设定。




 我公司在APF设计过程中,紧跟电力电子设备的发展趋势,广泛借鉴各行业相关设备的优点,将这些技术特点整合而成新代的APF, 从成本、性能、交货速度、可适应性、可扩展性各方面,都在国内同行业中独具优势。


1、模块化抽屉式功率模块

目前市场上有源电力滤波器分两种拓扑结构: 种是体式设计,机柜由多个单独立的元器件构成,如三相各三IGBT三个风扇三个熔断器三个避雷器等等,属于比较式的设计,这种结构的缺点是当有一个元器件坏了, 将会导致整机停止工作,因此其可靠性不高另一种是模块化设计,是电力电子产品的发展方向,机柜由多个功率模块组合而成,每个模块完全一样,都能独立运行,多个模块并联起来共同运行,当任一模块出现故障时, 其他模块自动平均分担负荷继续正常运行。

两种方式图片如下:

2、强大的综合电能质量治理功能

设备可以同时实现以下功能,用户可以通过触摸屏的人机界面,选择优先级、选择同时实现。

有源滤波:滤除50次以内谐波

无功补偿:双向补偿感性无功与容性无功

电压偏离:双向补偿电压升高与电压跌落

固定电流:发出指定的任意电流

用户可以实时观测到电压、电流、谐波、有功、无功、功率因数、故障记录等所有电量参数。起到电能质量监测的作用。同时,对于本机各模块的工作状态、当前温度、故障记录等,都可以通过人机界面实时查看。

 

3、热插拔技术

我公司的模块采用动静插件与母排连接,通过防止拉弧的技术,可以实现热插拔功能,也就是设备在运行时,就可以将故障模块取出,然后将新模块插入,全过程无需断电。该技术借鉴了不间断电源UPS的热插拔技术。


4、光纤通信

APF用于补偿谐波,所以工作在谐波严重的场合,谐波会产生严重的电磁干扰,因此应用环境对APF的EMC/EMI要求很高,否则设备会因为电磁干扰而可能无法正常通讯。

目前的低压设备通讯都采用电缆信号线通讯,但是电信号容易受到电磁干扰,所以我公司的APF装置采用光纤通信,光信号绝不受电磁干扰,以此技术保证设备的通讯正常。电力系统对高压设备的可靠性要求更高,所以高压电力电子设备如SVG、变频器,都采用光纤通信,该技术就是借鉴了高压设备的通讯技术。


5、机柜的可扩展性

鉴于用户需求的多样性,以及生产标准化两种的矛盾需求,我公司的机柜也采用了兼容设计,将多样的用户需求包含在了标准化

的机柜设计中,具体表现为:

A:兼容上进线、下进线;

B:兼容电缆连接、铜排连接;

C:兼容600、800、1000宽、800、1000深、各种不同高度的多种要求以及非标要求;

D:兼容各种型材的并柜孔位置的需求。

6、高可靠性并机方式:同一个控制器集中控制,模块之间无环流

APF装置可以实现12台装置并联且只使用一个控制器集中控制,每个功率模块均流输出,模块之间无环流,提高了装置的可靠性。


7、三电平结构:输出电流平滑,装置损耗低

主电路采用3H全桥拓扑三电平结构,输出电流波形更平滑,同时使直流母线电压和开关器件的开关频率仅有传统两电平有源滤波器的1/2,大大降低了开关器件的损耗。


8、自适应控制算法:适应任何系统阻抗变化

控制系统能够根据输入信号自动调整控制参数,优化补偿性能,并能适应任何系统阻抗变化,装置不会与系统发生谐振。


9、各次谐波电流输出可限幅:可与无源滤波器配合滤同一次谐波

因为现场可能存在复杂的应用环境,比如电网本身是个弱电网、电网的阻抗发生变化、电容器变频器等多种类型的设备同时并联在电网中、导致设备间发生谐振。因此本设备从2- 50次谐波都可设置最大输出值,以防止发生谐振。

同时,本设备可以与无源滤波同时使用,由无源滤波滤除大部分的固定次数的谐波,由有源滤波滤除其余频率丰富的、幅值变化的谐波,以达到性价比更优的解决方案。