APF有源滤波装置

产品类别：无功补偿滤波装置类

产品简介
    有源电力滤波器（APF）是基于IGBT功率变换器的用于动态滤除谐波、动态补偿无功的电力电子装置。APF实时检测电网中的各次谐波和无功功率，并进行动态跟踪补偿，因此能够对幅值和频率都变化的谐波和变化的无功进行补偿。APF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。
    Getsine系列有源滤波器采用闭环控制方式，并结合的自适应控制算法，使APF在满载和轻载下均能达到很好的滤波性能；Getsine系列有源滤波器采用电流平均值控制方式并结合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会把IGBT高频开关产生的谐波注入电网的缺点。

GetSine基本原理
    GetSine通过外部互感器CT实时采集电流信号，通过内部检测电路分离出其中的谐波部分，通过IGBT功率变换器产生与系统中的谐波大小相等相位相反的补偿电流，实现滤除谐波的功能。
    GetSine输出补偿电流是根据系统的谐波量动态变化的，因此不会出现过补偿的问题。另外，GetSine有内部过载保护功能，当系统的谐波量大于 滤波器容量时，GetSine可以自动限制在99%额定容量输出，不会发生滤波器过载。

外部原理

GetSine内部控制原理
    隔离开关合闸后，GetSine首先通过预充电电阻对直流母线的电容器充电，这个过程会持续几秒钟，是防止上电后对直流母线电容器的瞬间冲击。当母线电压Udc达到预定值后，预充电结束，主接触器闭合。
    直流电容作为储能元件，为通过IGBT逆变器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。
    GetSine通过外部CT实时采集电流信号送至信号调理电路，然后再送FPGA给控制器，控制器将基波成分分离，并提取出所有的谐波；控制器会将采集到的谐波成分和GetSine已发出的补偿电流比较得到差值作为实时补偿信号输出到驱动电路，触发IGBT变换器将补偿谐波电流注入到电网中，实现滤除谐波的功能。

内部原理

产品介绍
GetSine/3L

GetSine/4L

注：其它电流、电压等级或尺寸要求可直接定制

GetSine技术特点
GetSine基本特性
 负载短路,过压，欠压，过流等保护功能
 采用高清晰，5.7英寸中文彩色触摸屏。
 有消除三相不平衡的功能。
 可防止系统谐振。
 可进行待机功能管理。
 可以只滤波，或同时滤波和补偿无功，并可设置 功能的优先次序。
 设计选型简单，不需要进行详细的电网分析，只需要测量谐波电流的大小。
 并联安装方式，安装简单，方便，易于扩展，可多台并联。
 可实现不同容量并联。
 实施故障记录和事件记录，并可查询历史记录
, , GetSine产品强大的技术优势
1. *的控制策略
Getsine系列有源滤波器采用闭环控制策略，并结合的自适应电流平均值控制算法。由于电流平均值控制的开关频率是恒定的，因此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 ，使APF达到了的滤波性能。APF装置满载时系统源侧的THDI<3%，2/3载时THDI<3%，半载时THDI<4%。

2.采用*的LCL拓扑结构滤波
（1）APF补偿时IGBT高频开关产生的高次谐波不会注入电网，补偿效果更好。 （2）适应于任何现场电网系统阻抗，不会发生谐振，保证装置安全。

3 单个FPGA控制系统集中控制
采用Xilinx公司的Spartan3adsp FPGA进行集中控制。FPGA时钟频率可到200MHz，内部有84个硬件DSP单元，DSP并行运行，运算速率远高于单个DSP控制方式，且通信延迟小，响应速度更快，便于采用更*的控制算法，使Getsine APF达到更加的滤波补偿效果。

4. *的并机结构
华锦APF可以实现8台装置并联且只使用一个FPGA集中控制,克服了多个控制器之间通信存在延迟以及可能受到干扰的缺点，增强了APF的补偿性能，提高了系统的可靠性。

3. 关键器件均采用。

（1）IGBT模块：德国英飞凌公司Econo Dual 封装或Primepack封装的IGBT
*的第四代IGBT技术；
*开关损耗和通态损耗大大减小；
*温度周次和功率周次大大提高，使用寿命更长。

（2）直流母线电容器：美国KEMET薄膜电容
*承受纹波电流大、耐压能力强；
*寿命长（设计可达20年以上）；
*具有自愈能力的安全膜技术，大大提高了安全性。

产品参数

结构与安装

电流互感器的接线方式

【注】GetSine有源电力滤波器检测用的电流互感器必须是专用的，不可以与其他设备共用，且连接的电流互感器的电缆必须用2.5mm2以上的屏蔽电缆；可根据现场情况选择常规或开口的电流互感器

产品型号及其含义：

【注】
1.系列代码：GetSine系列
2.接线方式：3L代表三相三线制， 4L代表三相四线制
3.额定电压：400V或600~690V
4.额定电流：50~400A

产品特点及应用
GetSine/3L应用领域及特点
适用于工业型大容量负载的GetSine/3L
    针对整流器、变频器、大型UPS、中频炉、电弧炉、焊机等工业型大容量非线性负载，华锦电气推出GetSine/3L系列有源电力滤波器。
    GetSine/3L系列有源电力滤波器具备其的滤波能力，能同时滤除2～50次谐波，滤波能力可高达97%以上，对阶跃变化的谐波*补偿时间小于10ms。
    GetSine/3L系列有源电力滤波器可多台同时并联运行，*适用于工业领域各种情况，是工业型大容量非线性负载谐波治理的解决方案。

GetSine/4L应用领域及特点
适用于民用型的有源电力滤波器
    如今商业建筑领域大量使用的荧光灯、电脑、UPS、电梯、变频空调等，不仅严重污染电网，而且其生产的三次谐波叠加到中性线，使中性线发热，严重威胁配电系统安全，针对商业混合型负载，华锦推出有源电力滤波器GetSine/4L系列有源电力滤波器。
    GetSine/4L能*消除因三次谐波产生的中性线电流，可以消除2~50次范围内的全部或选定次数的谐波，具备通讯功能，能方便地与用户现有的通讯系统相连。
    GetSine/4L有源电力滤波器是商业建筑配电系统的重要电气设备。

电梯及提升系统 橡胶行业 污水处理系统 汽车工业 酒店`医院
造纸业 水泥行业 计算机中心 焊机系统 轨道交通
石化行业 变频驱动设备 隧道通风 智能建筑 矿井
UPS 烟草行业 风力发电站 造船业等

方案设计
    GetSine系列有源电力滤波器可以根据负荷配电系统的实际情况，以及需要达到的补偿效果的不同，灵活选择不同的补偿方式，达到滤波效果和投资的化设计。按照GetSine系列有源电力滤波器安装位置的不同，提供总补偿、部分补偿和局部补偿三种形式

总补偿方案
    在一个混合型配电系统中，当非线性负载数量庞大，单台非线性负载容量较小，使用总补偿方案
 以下是一个配电系统GetSine总补偿方案示意图

部分补偿方案
    配电那个中非线性负载几种在某几条支路时，使用部分补偿方案。
典型应用
    以下是一个通信机房配电系统GetSine部分补偿方案示意图

局部补偿方案
    配电系统中非线性负载几种，单台容量较大时，适用局部补偿方案。
典型应用
    以下是一个工厂系统的GetSine局部补偿方案示意图

总补偿设计图例
    总补偿时，选择GetSine容量应该根据变压器低压母线总谐波电流有效值选择。
    下图是一商业建筑GetSine补偿的设计图例

部分补偿设计图例
    部分补偿时，选择GetSine容量应该根据补偿支路的总谐波电流有效值选择。
    下图是一通讯机房配电系统GetSine补偿的设计图例

局部补偿设计图例
    局部补偿时，选择GetSine容量应该根据补偿的非线性负载总谐波电流有效值选择。
    下图是一工业系统GetSine局部补偿的设计图例

低压GetSine滤波补偿系统行业应用
降耗扩容，安全可靠
通信（电信移动）行业应用

通信行业配电系统谐波的特点
    为满足大规模数据中心机房的运行需要，通信配电系统的UPS使用容量在大幅度上升。据调查，通信低压配电系统主要的谐波源设备为UPS，开关电源，变频空调等。不同厂家的设备产生谐波电流含量有较大的差异，但普遍偏高，THDi（电流总谐波畸变率）甚至超过50%。5次，7次，11次谐波严重，有时也含有较大份量的3次谐波。并且这些谐波源设备的位移功率因素*。
谐波治理的用户价值
    通信系统的许多通信设备都对供电系统的电能质量比较敏感。随着业务量的快速发展，UPS、开关电源等非线性负载的容量剧增。非线性负载所产生的电力谐波会对通信系统产生干扰、降低通信质量、甚至引起通信设备故障。由于谐波的原因引起备用油机的电压畸变严重，从而导致通讯中断事故也时有发生。
通过谐波治理，可以提高用户通信系统及配电系统的稳定性、延长用户通信设备及电力设备的使用寿命、并且使用户的配电系统更符合谐波环境的设计规范。
GetSine 的应用
    ● 项目：移动公司
    ● 问题描述：移动公司两台250KVA 的UPS在运行中产生了大量的谐波，和其它的非线性负载产生的谐波叠加,导致电压总谐波畸变率达到6.2%，不符合通信配电系统的要求。在用油机供电时电压畸变更大，UPS出现报警现象。
    ● 治理措施：应用1套AccuSine/3L-100A进行谐波治理。
    ● 治理效果：谐波大幅度下降，严格、全面符合各项国标要求，再未发生报警现象。

石化/油田/矿井/码头行业应用方案

    由于生产的需要，石化/油田/矿井/码头等行业中存在着大量泵类和电机负载，并且不少泵类和电机负载都配有变频器。变频器的大量应用是的石化/油田/矿井/码头行业配电系统中谐波含量大大增加。目前绝大部分变频器的变流环节都是应用6脉冲整流将交流转化为直流电，因此所产生的谐波以5次，7次，11次为主。

谐波治理的用户价值
    谐波在石化/矿井/码头行业系统中的危害主要表现在对电力设备的危害以及在计量方面的偏差。通过治理谐波可以减小电力设备的危害以及在计量方面的偏差，消除谐波对电容器的危害，减小变压器的损耗。

GetSine 的应用
● 项目：石油注水站
● 问题描述：谐波含量大，电容器和变压器发热严重。
● 治理措施：应用1套GetSine/4L-250A进行谐波治理。
● 治理效果：治理后THDi 从60.8%降至2%，滤波效果明显，设备发热现象大大减轻

在建筑电气的应用方案

建筑电气的电能质量的特点
(1)绝大部分用电设备为单相设备，采用单相供电造成三相配电负荷不平衡，中性点偏移，且三相相差不对称，即三相相位之差不是1200。
(2)大部分用电设备为非线性负荷，其中一类是含有开关电源的非线性负荷(电压型谐波源，属容性负载)，如：个人计算机、打印机、电信设旌、含电子镇流器的照明灯具、电视机、楼宇智能化设施、不间断电源等。另一类是呈电感性的非线性负荷，如含电感镇流器的照明灯具等。这两类非线性负荷形成了智能建筑中的主要谐波源。
(3)上述非线性负荷所形成的谐波源，其谐波含量高。研究表明，彩色电视机、空调、个人电脑的谐波含有率分别高达130％，17％，100％。国外对谐波源的研究分析发现，智能建筑是产生谐波的重要来源。其中日本的调查结果显示，来自民用建筑的谐波污染占总谐波量的40．6％。同时由于这些非线性负荷功率因数低，大多数在0．8以下，有的甚至不到0．5，需要吸收大量无功功率，也造成了智能建筑配电系统电能质量的下降

谐波治理用户的价值
（1）在智能建筑用电负荷中，阻感性负荷占很大的比例，变压器、荧光灯都是典型的谐波阻感性负荷，阻感性负荷必须吸收无功功率才能正常工作。电力电子装置等非线性负荷(相控整流器、周波变流器等)工作时基波电流相位滞后于电网电压，也要消耗大量的无功功率。此外，谐波源也要消耗无功功率。
(2)用电设备对供电质量要求高，如消防控制设备、楼宇智能化设备、通信设备、办公自动化设备等。谐波对各种用电设备有很大的影响。

GetSine 的应用
下表是某移动公司枢纽大楼产生谐波的主要设备