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有源谐波滤波器

有源谐波滤波器

能科股份长期致力于电能质量治理领域设备的研发、设计及制造。NCAH系列有源滤波器采用以IGBT为核心元器件的VSC技术,结合多重化PWM脉宽调制和电流实时跟踪控制技术,能快速连续的消除系统中存在的多频次谐波,同时具有无功功率补偿及三相不平衡治理功能。克服了传统的LC无源补偿装置具有的补偿次数单一、易于系统发生谐振、谐波滤除率低、无功谐波不能分离补偿等缺点。可有效降低用户侧注入公共电网的谐波电流,从而提高用户的电能质量水平。

背景

近年来,随着现代电力电子元器件的广泛应用及新型配电、用电设备的不断发展,在给人们带来高效工作和方便的同时也对电网产生了污染——谐波污染。谐波污染会严重干扰用电设备和系统的正常运行,并造成下列不良影响:

- 增加变压器和线路损耗 - 降低电动机生产效率 - 引起电容器发热,加速电容器老化

- 影响通信系统正常工作 - 对电度计量造成误差 - 造成继电保护装置误动作

 

实际生产中,主要谐波源:

- 不间断电源(UPS)

- 变频调速器/直流调速装置

- 焊接设备、感应加热设备、电弧炉

- 直流电源/整流装置/充电器

- 节能灯(荧光灯)

- 计算机和外围设备等

 

装置简介

NCAH系列有源滤波器(APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装罝,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功(超前或滞后)进行补偿。

相对于无源滤波装置具有明显优势:

- 滤波范围广:可消除2-61次谐波,且可设定滤除谐波次数;

- 滤波效果好:谐波滤除比大于10,滤波效率可达97%;

- 响应速度快:瞬时响应时间≤100μS;完全响应时间≤10mS;

- 补偿精度高:功率因数可达0.99以上,且不存在过补现象;

- 安全性高:不受系统阻抗影响,可避免与系统发生谐振;

- 模块化设计:互为冗余,方便容量扩展,维护简单。

 

工作原理

有源滤波器通过外部电流互感器 ,实时检测负载电流信号,并通过内部DSP芯片计算,提取出负载电流的谐波成分,然后生成PWM信号控制全控器件IGBT的开通和关断,使APF产生一个和负载谐波电流大小相等、方向相反的谐波电流注入到电网中,迅速达到滤除谐波的目的。

一、华北某石化炼化公司

 

背景

石化企业应用大量为整流装置的变频器设备,产生大量谐波,次数较多,同时又很大的无功需求,对电网造成严重污染,影响石化公司其它设备使用寿命。

 

方案

在变压器低压侧安装多台能科NCAH-400V系列有源电力滤波器进行集中治理。

 

效果

治理后变压器侧电流畸变率将至5%以下,主要次谐波补偿率都在95%以上。NCAH系列有源电力滤波器可有效治理石化行业谐波问题。 

 

二、蓬莱某钻井作业平台

 

背景

平台钻机模块系统690V母线负载为4台600kW泥浆泵电机、2台600kW绞车电机和1台920kW顶驱电机。电机均采用690V低压变频器拖动,产生大量低频次脉冲,造成严重的谐波污染,需要进行谐波治理保证设备及电气安全。

 

方案

在变压器低压侧安装两台能科NCAH-690V系列有源电力滤波器进行集中治理。

 

效果

设备投运后谐波电流总畸变率谐波由22%降低到2.6%。

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