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有源滤波装置(PIAPF)

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智峰电气—PIAPF有源电力滤波器

产品概述

    PIAPF系列有源电力滤波器集中采用了现代电力电子技术,数字信号处理技术,快速傅利叶和瞬时无功功率理论,PWM驱动技术等,是一种新型的有源逆变方式的电力谐波治理设备。经过对电网谐波的快速逐次检测、分析,PIAPF有源电力滤波模块会发出与电网谐波方向相反,幅值相等的谐波电流,达到抵消电网谐波电流的滤除作用。

    本系列产品已取得型式试验报告,执行JB/T 11067-2011 《低压有源电力滤波装置》标准;


型号规格                                                         PIAPF -□□-100M-0.4-4L-PIAPF

PIAPF------产品型号  有源电力滤波器;

□□---------配置代号  不同配置的区分,两字母组成,省略为基本配置;

100M----- 额定输出谐波电流(A); 

0.4--- -----装置方式   M-模块方式,缺省-柜式;

4L   --- ----额定电压(KV); 

PIAPF----三相四线;容量规格(A):50、75、100\150(或定制)


机械参数

PIAPF.jpg


模块外形尺寸

                       机架式宽度为500mm ,深度为600mm ,高度为200mm;

                       壁挂式宽度为440mm ,高度为640mm ,深度为230.5mm。


功能特点

 *DSP+FPGA全数字控制系统;

 *PWM脉宽调制输出,波形拟合更平滑;

 *全进口IGBT,可靠性高;

 *完善的LCR输出回路及软件阻尼算法,无高频纹波电流干扰;

 *先进的FFT及对称分量算法,可全补偿,也可选择性补偿2~61次分量谐波;

 *并联接入,便于安装与维护;

 *取样电流点可以为电源侧、负载侧可选;

 *可选择性补偿谐波、补偿无功、或同时补偿二者;

 *主动滤波,在功率配置充足的情况下,保持谐波含量≤3%;

 *动态实时跟踪补偿,全响应速度快,≤10ms;

 *滤波效率高,电能损耗低,不受电网阻抗影响;

 *自动抑制过载,且无共振危险;

 *多重保护功能,确保系统运行安全可靠;

 *故障自诊断功能,历史事件记录功能;

 *RS485接口,标准MODBUS通讯协议,计算机远程监控功能。


使用环境

*环境温度:-10℃~+45℃;

*存储温度:-40℃~+65℃;

*相对湿度:25℃时≤90%,无凝露;

*海拔高度:≤2000m;

*周围环境无易燃易爆的介质存在,无导电尘埃及腐蚀性气体存在,无剧烈震动发生。


技术参数

*额定电压:400VAC(±15%)(660V等特殊电压可定制);

*工作频率:50 / 60 HZ (±5%);

*滤波能力:THDi<3%( 额定 )

*滤波范围:2~61次谐波,消除全部指定谐波;

*瞬时响应时间:<100us

*全响应时间:<10ms

*无功补偿功能:有,可设定功率因数

*过载保护:自动限流在 100% 额定输出

*开关频率:20KHz

*噪音:<60dB


设计选型

谐波治理原则:

滤波治理方式的确定:

l  对于大功率设备产生的大容量谐波污染,应选择在设备就近安装滤波装置,经济合理;

l  对于集中安装的多台小功率谐波污染设备,应选择在公共接入点附近安装滤波装置,一般是在车间动力箱附近;

l  对于小容量分散谐波源,谐波次数和含量无规律变化,适合于采用配电房集中治理。

滤波装置容量的确定:

u  对于已投运项目,采用可靠的谐波测试仪和准确的测试方法获取实际谐波数据,有针对性的设计滤波装置;

u  对于新建项目,电气设计人员可参考众多行业工程经验总结,根据各行业谐波电流含有率,在设计上图时作为参考。

u  集中治理:在配电房进行集中治理时,需考虑变压器的负载率,选取滤波装置容量的计算公式如下Y{W92HJYF2}Z%2}`0_3AH%0.png

式中:IHR:谐波电流;S:变压器的容量;K:负载率;U:二次侧额定电压;THDi:电流谐波总畸变率。

 u  就地治理:在大功率单台设备旁就地治理,选取滤波装置容量的计算公式如下:_}XN%FKJ}A5FLB3FJ7R4U0R.png式中:IHR:谐波电流;K:负载率;IN:设备的额定电流;THDi:电流谐波总畸变率。

 u  估算公式:

日常设计中可采用估算公式: EO0]87WN2Z_421[VVJ70BIX.png

 通过以上计算出的谐波电流,再根据现有产品的额定容不同,确定要安装的容量。PIAPF的安装容量可以根据公式image.png来选择,前面的系数是为了保证APF有一定的裕量。

注:通过以上分析得出:THDi是需要确定的主要变量,此值选取可以参照《各行业谐波治理总结》。


各行业谐波治理总结

行业类型

谐波源负载

推荐THDi

治理方式

办公楼宇

计算机设备、中央空调、各类节能灯、  

办公类用电设备、大型电梯

15%

集中治理

医疗行业

重要医技设备:核磁共振设备、加速器、

CT、X光机、UPS等

20%

集中治理

通信机房

大功率UPS、开关电源

20%~25%

就地治理或者集中治理

公共设施

可控硅调光系统、UPS、中央空调

25%

集中治理

银行金融

UPS、电子设备、空调、电梯

20%

集中治理

生产制造

变频驱动、直流调速驱动

20%

集中治理

水处理厂

变频器、软启动器

40%

就地治理或者部分治理

其他行业

热轧机、冷轧机、点焊机、中频炉、        

电弧炉、直流电机、变频器、电解槽等

≥50%

就地治理或者部分治理

 各类负荷设备产生的主要特征谐波

非线性负载设备

主要谐波成分

3

5

7

11、13及高次谐波

电梯、自动扶梯、升降机和提升机械

●●●

●●

变频、软启动、电脑、数据设备和通讯设备等

●●●

●●

UPS

单相

●●●

●●

三相

-

●●●

荧光灯、金卤灯、调光灯等非线性照明设备

●●●

●●

整流器、直流设备和充电器

●●●

●●

应急发电机组、电焊机和电弧焊接设备

●●●

●●

●的数量表示谐波源的污染程度。●●● 表示严重污染;●●表示中度污染;●表示轻度污染。

一般地,包含单相整流电路的设备其特征谐波频谱包含了所有奇次谐波。

三相整流设备的特征谐波符合以下规律:包含六脉动整流电路的设备,其特征谐波频次为:5,7,11,13,17,19…,即6K±1,其中K=1,2,3…为自然整数;当设备内部整流电路为12脉动时,其特征谐波频次为:11,13,23,25…,即12K±1,其中K=1,2,3…为自然整数