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有源滤波装置APF

发布日期:2019-01-08 浏览次数:382


  系统结构

  整个系统采用中点箝位型(NPC)三电平拓扑结构,如图1所示,有利于减小电感值、降低开关器件应力和减小开关损耗。

图1 系统主电路拓扑结构

图2 APF控制系统


  工作原理

  APF通过采样负载电流并提取出各次谐波,来控制输出电流的大小,频率和相位,从而抵消负载中的谐波电流,实现了动态跟踪补偿。此外,PM-LAPF不仅可以用于补偿谐波,还可以用于补偿无功以及不平衡工况下。

  图3(a)(b)的示意图简要概括了APF的基本工作原理。

图3(a)


图3(b)

图3  APF基本工作原理


  技术优势

  1.三电平拓扑结构

  采用二极管箝位三电平主电路拓扑结构,功率器件耐压低,电流谐波小,损耗低,共模电压小。

  2.快速FPGA运算控制

  采用并行FPGA,计算速度更快,补偿性能更好,补偿谐波次数更多(同时可补偿25次)。

  3.更快速谐波提取

  针对特定次谐波,改进迭代DFT算法,加快了谐波提取速度,左图为补偿前后电网电流,负载电流以及补偿电流的波形。可以看到,加入补偿后仅需7ms左右即可达到较完美的补偿效果。

  4.完美的网侧电流补偿

  采用基于DFT电流控制技术,实现网侧电流闭环补偿,网侧电流质量更好(THD=1.5%)。左图为补偿前后相关电流波形,可以看到补偿后网侧电流为正弦波形,大大提高了波形质量。


  产品特点

  1.模块化设计,体积小,重量轻,便于安装操作与扩容。

  2.采用全并行FPGA实现APF控制,控制频率500kHz,相比DSP控制速度更快,性能更好

  3.采用增强型锁相技术,可适应电网严重畸变的场合。

  4.网侧电流质量高,小于3%。

  5.不仅具有谐波治理功能,同时还能补偿无功,抑制三相不平衡。

  6.补偿次数高,可实现各次谐波分次补偿,补偿次数2-51次;51次谐波剔除率为70%

  7.全面保护功能提升用户应用稳定性

  8.良好的人机交互体验,通过监控系统,用户可清晰了解如补偿前后系统波形图、频谱图、电流有效值大小、THDi、THDu、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率等系统的电能质量改善情况。


  主要技术参数

200V-400V 480V 690V 480V-690V
(北美机型)
系统参数
额定输入线电压 200V(-20%~+20%);
480V
-20%+20%
690V(-20%~+20%) 480V(-20%~+15%);
380V(-40%~+20%); 600V(-30%~+15%);
220V-40%+20%
(单相APF
690V(-30%~+15%)
电网频率 50/60HZ(范围45HZ~62HZ) 50/60HZ(范围45HZ~62.5HZ) 50/60HZ(范围45HZ~62HZ)
可并联台数 不限
整机效率 ≥97%
性能指标
额定容量 5A/10A/15A/025A/35A/050A/060A/075A/100A/150A 075A/150A/225A/300A 90A
谐波补偿 可以同时滤除2~50次谐波,或根据需要有选择的设置谐波电流的补偿次数及各次谐波的补偿率。
无功补偿 容性感性(-1~1)无级补偿,PF 1.00完美无功补偿效果。
不平衡补偿 可以实现三相有功不平衡补偿、三相无功不平衡补偿以及分相补偿。
滤波范围 2~50次
滤波次数选择 2~50次任意次数可选
滤波程度 2~50次任意次数可调
滤波滤除率 >95%(第三方检测数据)
快速响应时间 <50us <100us <50us
全响应时间 <5ms <20ms <5ms
目标功率因数 从-1~1可调
开关频率 20kHZ
噪声指标 <56dB <65dB
通讯监控能力
通讯接口 RS485,网口(选配)
通讯协议 Modbus协议、TCP/IP
模块显示界面 LCD多功能触摸彩屏;LED指示灯 7寸触摸液晶屏 7寸液晶显屏(机架);
4.3寸液晶屏(壁挂)
PC端软件 选配
保护功能 过压保护、欠压保护、短路保护、逆变桥反向保护、过补偿保护
故障报警 有,最多报警记录500条
监控 支持独立监控/支持集中监控
机械特性
安装方式 壁挂式/机架式 整柜式 机架式/壁挂式
尺寸(宽*深*高;mm³) 440*470*150、440*590*190、440*600*230、500*510*270 800*600*2200 500*590*250
净重 28kg、35kg、36kg、48kg 290-560kg 62kg
颜色 黑色细砂纹 浅灰色(国标7035)或客户定制 黑色
环境要求
海拔高度 ≤1500m,1500~4000m之间,根据国标GB/T3859.2,每增加100m,功率降低1%
运行温度 -10℃~+40℃ ’-20℃~+40℃(超过40℃设备可能自动降额运行)
相对湿度 5%~95%,无凝露
防护等级 IP20,其余IP等级可定


  产品选型

  PM-LAPF系列产品的型号命名规则如图所示。


  PM-LAPF系列装置选型

型号 尺寸/mm 重量/kg
W H D
PM-LAPF-1-4 440 150 470 18
PM-LAPF-2-4
PM-LAPF-3-4 190 590 35
PM-LAPF-4-4
PM-LAPF-6-4 230 600 36
PM-LAPF-7-4 500 270 510 48