APF有源濾波裝置(壁掛式)

傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補償方法是無源濾波技術，即使用由電力電容器和濾波電抗器等無源器件構成的無源濾波器。近年來，以IGBT 技術為代表的有源濾波技術(APF)開始規(guī)?；瘧谩Ｅc無源濾波器相比，APF響應速度快、可控性高、能跟蹤補償各次諧波、動態(tài)產(chǎn)生負荷所需變化的無功功率，同時，APF還具有特性不受系統(tǒng)影響、無諧波放大的危險、體積小重量輕等突出優(yōu)點，因而已成為電力諧波抑制和無功補償?shù)闹匾侄巍Ｋ遣捎孟冗M的動態(tài)實時跟蹤補償方式消除電網(wǎng)諧波，通過實時監(jiān)測由非線性負載所產(chǎn)生的電流波形，分離出諧波部分，將大小相對，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，實現(xiàn)濾除諧波的功能。

功能介紹

基本原理

它是一種基于電流檢測和電流注入技術的大功率電力電子裝置，同時可以根據(jù)要求為系統(tǒng)提供無功補償。

濾波的工作原理：通過實時檢測負載電流波形，得到需要補償?shù)闹C波電流成分，采用PWM變換技術，通過控制IGBT 的觸發(fā)，將與諧波和無功分量大小相等、方向相反的電流注入供配電系統(tǒng)中，實現(xiàn)濾除(抵消)諧波功能，從而提高電氣系統(tǒng)安全可靠性、達到節(jié)能增效的目的。

無功補償原理：用戶可以通過參數(shù)設置，使APF在濾除諧波的同時進行動態(tài)無功補償。APF根據(jù)系統(tǒng)的無功功率，通過IGBT功率變換器產(chǎn)生容性或感性的基波電流，實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)哪康?，補償目標值可以通過操作面板設定，不會出現(xiàn)過補償，并且補償平滑，不會產(chǎn)生對負載和電網(wǎng)的涌流沖擊。

主要工作流程：當隔離開關合閘后，為防止上電后電網(wǎng)對直流母線電容器的瞬間沖擊，APF首先通過軟起電阻對直流母線的電容器充電，這個過程會持續(xù)幾十秒。當母線電壓達到預定值后，主接觸器閉合。直流電容作為儲能器件，通過IGBT逆變器和內(nèi)部電抗器向外輸出補償電流提供能量。APF通過外部CT實時采集電流信號送至信號調(diào)理電路，然后再送至FPGA控制器?？刂破鲗⒒ǔ煞址蛛x，提取出所有的諧波，將采集到的諧波成分和APF已發(fā)出的補償電流比較得到差值作為實時補償信號輸出到驅(qū)動電路，觸發(fā)IGBT變換器將補償諧波電流注入到電網(wǎng)中，實現(xiàn)濾除諧波的功能。

南德有源濾波器裝置采用基于雙DSP+FPGA的主控制器和模塊驅(qū)動器的分層分布式控制器體系，并采用基于彩色觸摸屏的人機界面有源濾波器可以被看作是一個電流源，在主連接處提供一個諧波電流，這個諧波電流與非線性負荷產(chǎn)生的總諧波電流是反向的。在連接有源濾波器和負荷之前，網(wǎng)絡仍然以基波電流運行。因為有源濾波器的補償電流是有規(guī)則的，因此其補償質(zhì)量是獨立于網(wǎng)絡阻抗和由電壓諧振、下降、閃變引起的電源電壓失真。補償電流的內(nèi)部界定是防止由過電流引起的設備破壞，其他也連接在電源上的負荷并沒有由于并聯(lián)有源濾波而受到影響，這些尤其應用在脈動控制系統(tǒng)。

功能特點

1.可同時濾除2~50次的諧波電流，滿載時使電源側(cè)電流畸變率THDi<3%,半載時THDi<4%;

2.可以只濾波，也可同時濾波和補償無功，并可設置功能的優(yōu)先次序;

3.瞬時響應時間小于0.1ms,裝置補償全響應時間小于10ms;

4.采用獨創(chuàng)的自適應電流平均值控制算法，使裝置本身IGBT工作時產(chǎn)生的高頻諧波頻譜范圍窄，輸出電流畸變率<2.5%;

5.三相負荷電流不平衡時，濾波器能夠正常補償且消除不平衡現(xiàn)象;

6.采用可靠的限流控制環(huán)節(jié)，當系統(tǒng)中的諧波電流大于有源濾波器的裝置容量時，濾波器能夠自動限流在100%容量輸出，維持正常工作，不會出現(xiàn)過載燒毀等故障;

7.主電路開關器件采用國際著名品牌的IGBT，可靠性極高，結合獨特的有源鉗位技術，保證IGBT在任何極限情況下都不會發(fā)生過壓炸管故障;

8.主電路采用3H橋式三電平結構，輸出波形質(zhì)量高，開關損耗更低;

9.采用高清晰5.7英寸觸摸屏，操作方便，屏幕實時顯示系統(tǒng)和裝置運行參數(shù)，具有故障報警及追憶功能;

10.輸出濾波采用LCL結構，不僅使APF補償時IGBT高頻開關產(chǎn)生的高次諧波不會注入電網(wǎng)，補償效果更好，而且適應于任何現(xiàn)場電網(wǎng)系統(tǒng)阻抗，不會發(fā)生諧振，保證裝置安全;

11.采用軍工級FPGA進行集中控制，F(xiàn)PGA時鐘頻率最高可到200MHz，內(nèi)部有84個硬件DSP單元，DSP并行運行，運算速率遠高于單個DSP控制方式，通信延遲小，響