生产设备多采用变频器控制,变频器为典型的非线性负载;在设备运行中产生的谐波会对系统中的其他电气设备造成危害,大量的谐波会造成变压器局部严重过热,谐波注入电网后会使无功功率加大,功率因数降低,甚至有可能引发并联或串联谐振,损坏电气设备以及干扰通信线路的正常工作。供电系统中的谐波问题已引起客户的重点关注,为保证供电系统中所有的电气,电子设备能正常、和谐的工作,客户决定采取有力的措施,抑制和防止电网中因谐波危害所造成的严重后果。主要负载以及其存在的电能质量问题,我们可以了解到,锂电池行业的生产过程中存在严重的谐波治理问题,其中主要的谐波问题在于生产过程中都在使用的变频器设备,它们主要存在5、7次谐波的问题,不及时处理会影响其他电气设备的正常工作,降低发电、输电及用电设备的效率,甚至会引起谐振引发重大事故。对此,我们依据实际情况,给客户配置有源电力滤波器APF设备进行谐波治理,减少谐波含量,降低谐波畸变率。分为无源滤波和APF有源滤波器,无源滤波器投资偏低,APF投资偏高。新型APF大概费用
谐波含量高,且已超出国标限额的输配电系统这种工况下,用谐波抑制器或电抗来抑制谐波已经无法解决问题了,我们就要采取滤波的方法。分为无源滤波和APF有源滤波器。无源滤波器的原理就是利用电容电阻固有的阻抗特性,对某一特定频率的谐波呈低阻抗,为负载谐波电流提供较低的阻抗通道,与电网阻抗形成分流关系,从而使大部分该频率的谐波流入滤波器,而不流入电网。无源滤波器的特点就是结构简单、运行安全稳定、成本较低、请波滤除率在65%左右。而APF有源选波器的原理是,通过外部电流互感器,实时检测负载电流,并通过内部DSP计算,提取出负载电流的谐波成分,然后通过PWM信号发送给内部IGBT,控制逆变器会产生一个和负载谐波电流大小相等,方向相仿的谐波电流注入到电网中,实现滤波功能。有源滤波器的主要特点是滤波效果好,可动态跟踪补偿滤波,不会引起谐振,价位相对无源来说要高有些。 什么是APF品牌APF融合了技术,将电力电子自动控制、高速计算机等优势融合其中。
电力谐波的主要危害有:1、引起串联谐振及并联谐振,放大谐波,造成危险的过电压或过电流;2、产生谐波损耗,使发、变电和用电设备效率降低;3、加速电气设备绝缘老化,使其容易击穿,从而缩短它们的使用寿命;4、使设备(如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等)运转不正常或不能正确操作;5、干扰通讯系统,降低信号的传输质量,破坏信号的正确传递,甚至损坏通信设备。谐波治理措施主要有三种:一是主动治理,即从谐波源本身出发,通过改进用电设备,使其不产生或少产生谐波;二是受端治理,即从受到谐波影响的设备或系统出发,提高它们抗谐波干扰能力;三是被动治理,即通过安装APF电力滤波器,阻止谐波源产生的谐波注入电网,或者阻止电力系统的谐波流人负载端。由于谐波源的性和复杂性,主动治理方法受设备结构、效率、成本、可靠性等因素影响,只能解决部分问题,受端治理方法和被动治理方法仍是目前治理电力谐波问题的主要方法。例如通过串联失谐电抗器抑制无功补偿电容器导致的谐波共振放大,通过在系统中安装无源电力滤波器和APF有源电力滤波器进行滤波等等。
分析APF有源电力滤波器的节电性能,首先要分析谐波和无功功率带来的能量损耗问题。国际上公认的谐波定义为:“谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整倍数”。一、变压器上的损耗。负载电流中含有谐波时,将在三个方面引起变压器发热的增加:1、均方根值电流。如果变压器容量正好与负荷容量相同,那么谐波电流将使得均方根值电流大于额定值。总均方根值电流的增加会引起导体损耗增加。2、涡流损耗。涡流是由磁链引起的变压器的感应电流。感应电流流经绕组、铁芯以及变压器磁场环绕的其它导体时,会产生附加发热。这部分损耗以引起涡流的谐波电流的频率的平方增加。因此,该损耗是变压器谐波发热损耗的重要组成部分。3、铁芯损耗。铁损的增加取决于谐波对外加电压的影响以及变压器铁芯的设计。电压畸变的增加将使得铁芯叠片中涡流电流增加,总的影响取决于铁芯叠片的厚度以及钢芯的质量。 这类场景APF有源电力滤波器为必不可少的关键设备。
以广东某地铁站为例,由于该地铁站高压侧110kV和35kV无功及谐波方面已经治理,本篇文章主要突出治理。线路阻抗随着频率的升高而增加,谐波电流使线路的附加损耗增加,而供电电网的损耗大部分为变压器和线路的损耗,所以谐波是导致电网网损增加的一个重要因素。线路的分布电感和对地电容与产生谐波的设备组成串联或并联回路,在一定的参数条件下,会发生串联谐振或并联谐振,而且所产生的谐振过电压和过电流对相关设备的危害性较大。(此情况一般出现在高压环境下,在,一般忽略不计)在适当的条件下还会形成谐波放大,而谐波电压、电流放大会引起继电保护装置误动甚至损坏,造成电力火灾。同时谐波电流对线缆的肌肤效应会造成线缆发热过量,绝缘强度降低,造成电缆损耗增加,寿命缩短,额定容量降低。公司组织针对地铁站低压配电室的1#和2#变压器进行了测试。同时对地铁系统中负载主要为照明、空调、泵机类、电梯、信号电源、UPS等设备进行开启有源滤波APF和不开启有源APF情况下进行测试,对测试数据进行统计分析,选出合适的型号的治理设备,同时计算该设备选择的节能性。 APF有源选波器的原理是,通过外部电流互感器,实时检测负载电流,并通过内部DSP计算。有源滤波器APF特点
算APF的节能性能时,只需计算出有APF源电力滤波器补偿前总的由谐波、无功及不平衡电流带来的损耗。新型APF大概费用
APF主要应用场合1、变频设备的应用场合随着技术的进步,变频设备大量应用于各类场合,变频设备会产生大量的谐波,因此,这类场合是APF有源滤波器主要的目标市场之一。2、不稳定负荷的应用场合不稳定负荷不是APF有源滤波器的主要市场,但它是电力系统一个极其重要的方面,因为不稳定的负荷虽然所占比例不大,但是它们对电力系统产生的影响却远远大于其它负荷所造成的影响,因此对于该类应用场合也应作为APF有源滤波器的主要市场方向之一。3、钢铁厂钢铁厂的电弧炉、轧钢机等是主要的谐波发生设备,且主要是冲击性负荷,对钢铁厂附近的其它负荷有很大影响。同时,谐波问题对钢铁厂无功补偿的影响很大,所以应以无功补偿和谐波治理同时处理作为目标。4、有色冶金有色冶金的负荷除电弧炉性质的负荷外,还由于采用直流湿法冶金而产生大量的直流成分。5、港口机械港机是大型的提升设备,一般都采用很大的变频器,因此是港口机械主要的谐波发生源,因此对于该类应用场合也应作为APF有源滤波器的市场方向之一。 新型APF大概费用
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