PIAPF активный фильтр мощности

Основная функция активного фильтра серии PIAPF заключается в фильтрации тока гармоник, генерируемого оборудованием. Его режим работы: высокоточная выборка в реальном времени - быстрый анализ Фурье - точенная компенсация тока гармоник.

Благодаря применению активного и проактивного подхода, основанного на высокоскоростной цифровой обработке сигналов с использованием DSP-устройств, алгоритмах быстрого преобразования Фурье и теории мгновенной реактивной мощности, технологии высокочастотного PWM-привода и другом, после быстрого и последовательного обнаружения и анализа гармоник сети в течение одного и того же цикла, активный фильтр PIAPF будет генерировать токи гармоник в направлении, противоположном тем, которые создаются оборудованием. Гармонические токи одинаковой частоты и амплитуды активно фильтруются.

Это изделие соответствует стандарту JB/T 11067-2011 «Устройство активного фильтра низковольтной силовой сети» и имеет сертификат испытаний третьей стороной.

Номинальный ток фильтра одного модуля составляет 50 А / 75 А / 100 А / 150 А / 200 А
Максимальный ток фильтрации для одного шкафа составляет 800 А

◆ Быстрый: динамическая компенсация в реальном времени, быстрый отклик, время мгновенного отклика ≤ 1 мс, полное время отклика ≤ 10 мс

◆ Тонкая настройка: Расширенный алгоритм БПФ и симметричных составляющих, обеспечивающий полную или избирательную компенсацию гармонических составляющих со 2-й по 61-ю, с тонкой фильтрацией

◆ Высокая эффективность: При достаточной мощности система поддерживает уровень гармоник ≤5%, обеспечивает высокую эффективность фильтрации, низкие потери мощности и не зависит от импеданса сети

◆ Стабильность: Совершенная выходная цепь LCR и программный алгоритм демпфирования автоматически подавляют перегрузку, исключая риск резонанса. Несколько функций защиты обеспечивают безопасную и надежную работу системы

◆ Интеграция: Может компенсировать ток гармоник, реактивную мощность и балансировать трехфазную нагрузку, объединяя несколько функций в одном устройстве

◆ Интеллектуальность: Самодиагностика неисправностей, запись исторических событий, интерфейс RS485 + стандартный протокол связи MODBUS, удаленный мониторинг

Состав компонентов

◆ IGBT высокочастотный силовой электронный ключ

◆ Система хранения энергии с поддержкой качественного тока высокого напряжения

◆ Выходной модуль LCR

◆ Компоненты обработки данных и связи DSP

◆ Компоненты обработки импульсов и защиты логики FPGA

◆ Экран ЖК-дисплея с сенсорным управлением, эффективный интерфейс пользователя

• Дизайн и выбор

Проектирование ёмкости гармоник

Для крупных источников гармоник с большой ёмкостью, целесообразно применять локальную обработку, при этом точечный метод обработки является более экономичным и разумным; для небольших распределенных источников гармоник, в связи с большими колебаниями гармоник и множеством случайных факторов, приводящих к нерегулярным изменениям порядка и содержания гармоник, рекомендуется централизованная обработка.

Из-за характерного течения и колебаний гармоник, если есть необходимость разработать схему обработки гармоник или устройство фильтрации гармоник, данные о гармониках можно проверить с помощью анализатора качества электроэнергии. Эта ситуация применима к обработке гармоник в электрических сетях, где оборудование уже запущено, или в электрических сетях, требующих увеличения мощности. Разумеется, чтобы гарантировать надежность и точность данных испытаний, необходимо знать принцип работы и процесс гармонических источников, понимать структуру электрической сети, а также использовать надежные измерители гармоник и точные методы испытаний, соответствующие требованиям Приложения D стандарта GB/T 14549-1993 "Качество электроэнергии - Гармоники в общей электрической сети". Однако для новых проектов, которые находятся только на стадии проектирования, инженеры-электрики не могут получить достаточные данные о гармониках электрического оборудования. В свете этого, на основе испытаний и обобщения опыта множества отраслей были выведены эмпирические формулы, которыми могут пользоваться инженеры-электрики при проектировании и составлении чертежей.

Следующие эмпирические формулы могут удовлетворять требованиям проектирования, а активное фильтрующее устройство может быть выбрано в соответствии с рассчитанным током гармоник.

◆ Централизованная обработка:

Компенсация централизованного типа применяется в системах распределения электроэнергии с большим количеством различных нагрузок, большим количеством рассредоточенных нелинейных нагрузок и небольшим содержанием гармоник в отдельной нелинейной нагрузке. Активные фильтрующие устройства PIAPF могут быть установлены на стороне низкого напряжения ввода электросети для комплексной обработки гармоник, присутствующих в системе распределения электроэнергии.

* Примечание: указанная выше формула применима для централизованной обработки на вторичной стороне трансформатора.

Где: S: мощность трансформатора; U: номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора; K: коэффициент нагрузки; IHR: ток гармоник; THDi: общий коэффициент гармонических искажений тока.

Диапазон значений:

K обозначает коэффициент загрузки трансформатора, и его диапазон значений в проекте трансформатора составляет 0,6～0,85; THDi является единственной переменной в приведённой выше формуле, и её диапазон значений зависит от различных отраслей и разных нагрузок в каждой отрасли.

◆ Обработка на месте:

Компенсация на месте применима к системам распределения электроэнергии с высоким содержанием одиночных крупных гармоник и распределённым распределением. Установка активных фильтров PIAPF на входе нагрузки позволяет достичь идеального эффекта обработки. Если в системе распределения электроэнергии присутствует нагрузка с высокомощным источником гармоник, обработку на месте также можно выполнять на входе нагрузки. Это можно рассчитать по приведённой ниже Формуле 2.

Где I обозначает номинальный ток оборудования. Приведённая выше формула учитывает только работу нагрузки при полной нагрузке (K=1). При проектировании следует учитывать фактическое рабочее значение NK, как показано в Формуле 3.

◆ Формула оценки:

Формулу оценки 4 можно использовать в повседневном проектировании:

На основании рассчитанного выше гармонического тока и в соответствии с существующими моделями продуктов PIAPF определите требуемую устанавливаемую мощность. Установленную мощность PIAPF можно выбрать по формуле 5, а приведенный коэффициент нужен для обеспечения определенного запаса у APF.

IA означает установленную мощность APF, а IHR — гармонический ток.

Примечание: из приведенного анализа можно сделать вывод, что THDi является основной переменной, которую необходимо определить, и ее значение можно сверить с «Таблицей быстрого выбора APF» и «Обзором борьбы с гармониками в различных отраслях».

Обзор борьбы с гармониками в различных отраслях

Основные характеристики гармоник, генерируемых различным оборудованием нагрузки

Число ● указывает степень загрязнения источником гармоник. ●●● указывает на сильное загрязнение; ●● указывает на умеренное загрязнение; ● указывает на незначительное загрязнение.

Как правило, оборудование, содержащее однофазные выпрямительные цепи, имеет все нечетные гармоники в своем характерном гармоническом спектре.

Характерные гармоники трехфазного выпрямительного оборудования соответствуют следующим правилам: оборудование, содержащее шестифазные выпрямительные цепи, имеет характерные частоты гармоник 5, 7, 11, 13, 17, 19..., т.е. 6K±1, где K=1, 2, 3... являются натуральными целыми числами; когда внутренняя выпрямительная цепь оборудования является двенадцатифазной, ее характерные частоты гармоник составляют 11, 13, 23, 25..., т.е. 12K±1, где K=1, 2, 3... являются натуральными целыми числами.