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SAPF系列有源濾波裝置

產品概述

APF（Active Power Filter）是一種基於電壓源逆變器的新型電力電子諧波濾除裝置，通過實時檢測負載電流波形，動態生成反向諧波電流，實現濾除（抵消）諧波、動態補償系統無功與電壓波動、抑制諧振、提高功率因數等功能。具有輸出特性不受系統影響、無諧波放大危險、響應速度快、濾波範圍廣、濾波效率高、體積小重量輕等突出優點，已成為電力諧波抑制和無功補償的重要手段。

產品主要應用於如下領域：

適用於商業建築的SAPF（三相四線產品）

Ø  辦公大樓及商業大廈

Ø  UPS系統

Ø  中央空調系統

Ø  住宅大樓

Ø  計算機中心

Ø  昇降機

Ø  市政

適用於工業型大容量負荷的SAPF（三相三線產品）

Ø  電氣化鐵道及城市軌道交通行業

Ø  石化和天然氣行業

Ø  電力行業

Ø  冶金行業

Ø  建材行業

Ø  煤炭行業

Ø  紡織行業

Ø  造紙業

Ø  造船業

Ø  精密製造業

Ø  汽車行業

 

工作原理

 

如上圖，SAPF通過外部CTload採集負載電流信號，由諧波檢測模塊將基波成份分離，諧波成份被送至“調節&監測”模塊。該模塊將採集到的負載諧波電流成份與APF輸出補償電流進行比較，得到的差值作為實時補償信號輸出到驅動電路，觸發IGBT逆變器將補償諧波電流注入到電網中，實現濾除諧波的功能。

 

性能特點

Ø  選用國際著名品牌、技術成熟的IGBT器件；

Ø  可同時濾除2～50次諧波或補償用戶指定次數諧波；

Ø  響應速度快，諧波補償電流響應時間小於10ms；

Ø  具有諧波補償、無功補償及不平衡補償三種補償模式；

Ø  裝置不受電網系統阻抗影響，不會發生諧振或諧波放大，安全性好；

Ø  裝置永不過流，在濾波的同時，能避免過補償；可根據負荷變化，自動合理限制補償電流，既具有良好的補償性能，又可保証裝置安全可靠工作；

Ø  具備完整的保護功能，包括過載、過電壓、欠電壓、過電流等；

Ø  擴展性能好，可多台SAPF並聯應用；

Ø  友好的操作和顯示人機界面，可提供完整的現場信息；

Ø  進線方式靈活，方便安裝。

 

產品型號

使用環境

環境溫度：-10℃～+40℃

相對濕度：不超過85%，不凝露

海拔高度：不超過2000m（＞2000m時降容運行或特殊定製）

安裝地點：垂直傾斜度不超過50，無火災、爆炸危險、導電塵埃、腐蝕性氣體及劇烈振動。

 

執行標準

《低壓成套開關設備和控制設備》                     GB7251.1-2005

《電能質量  公用電網諧波》                         GB/T14549-93

 

技術指標

額定電壓（V）	AC380V±15%，AC690V±15%
工作頻率（Hz）	50±5%
電氣接線	三相三線，三相四線
濾波範圍	2～50次諧波（可全部濾波，也可選擇性濾波）
濾波能力	可高達95%
響應時間	<10ms
功率因數校正	有，且可設定
限流能力	自動限流，100%額定輸出
運行方式	並聯運行，可多台擴展
整機效率	>97%
IGBT開關頻率	20kHz
通訊接口	RS485/RS232
冷卻方式	強制風冷
環境溫度	-10℃～+40℃
相對濕度	不超過85%，不凝露
海拔高度	2000m（2000m以上，按標準規定降容使用）
安裝地點：	垂直傾斜度不超過50，無火災、爆炸危險、導電塵埃、腐蝕性氣體及劇烈振動。

 

技術規格

SAPF-Ⅰ產品（用於三相三線系統）

產品型號	SAPF-50/380-Ⅰ	SAPF-100/380-Ⅰ			SAPF-150/380-Ⅰ	SAPF-200/380-Ⅰ	SAPF-300/380-Ⅰ
補償電流A	50	100			150	200	300
額定電壓V	380V
額定頻率Hz	50Hz
防護等級	IP30或根據用戶要求定製
參考尺寸mm (寬*深*高)	800*600*2200		800*600*2200	800*800*2200		1000*800*2200		1200*800*2200
重量（kg）	100		170	350		450		550
安裝方式	立櫃		立櫃	立櫃		立櫃		立櫃
進線方式	上進線/下進線		上進線/下進線	上進線/下進線		上進線/下進線		上進線/下進線
電流互感器	150/5～6000/5（選用開口型電流互感器）

 

SAPF-Ⅱ（用於三相四線系統）

產品型號	SAPF-20/380-Ⅱ	SAPF-30/380-Ⅱ		SAPF-50/380-Ⅱ				SAPF-100/380-Ⅱ	SAPF-150/380-Ⅱ
補償電流A	20	30		50				100	150
額定電壓V	380V
額定頻率Hz	50Hz
防護等級	IP30或根據用戶要求定製
參考尺寸mm (寬*深*高)	480*550*200		480*550*200		480*650*200			800*600*2200	800*800*2200
重量（kg）	28		28		35			170	350
安裝方式	壁挂/機架		壁挂/機架		壁挂/機架			立櫃	立櫃
進線方式	上進線/后進線		上進線/后進線		上進線/后進線			上進線/下進線	上進線/下進線
電流互感器	150/5～6000/5（選用開口型電流互感器）
產品型號	SAPF-200/380-Ⅱ		SAPF-300/380-Ⅱ
補償電流A	200		300
額定電壓V	380V
額定頻率Hz	50Hz
防護等級	IP30或根據用戶要求定製
參考尺寸mm (寬*深*高)	1000*800*2200		1200*800*2200
重量（kg）	450		550
安裝方式	立櫃		立櫃
進線方式	上進線/下進線		上進線/下進線
電流互感器	150/5～6000/5（選用開口型電流互感器）

注：可根據技術方案提供定製型號產品。

 

設備選型

對於新建項目，可按照負荷的諧波特征，參照以往的工程經驗，計算出需要的APF容量，選擇合適的APF配置方案，預留電氣安裝位置；對於具備現場測試條件的項目，使用專用的諧波測試儀器進行現場測試，確定APF的安裝容量，並選擇適當的APF安裝位置。

APF的容量計算可根據以下公式統計。

總諧波電流有效值（方均根值）：

電流總諧波畸變率

式中：——第h次諧波電流（方均根值）；

——基波電流（方均根值）

根據計算得到的補償諧波電流的大小，然後選擇輸出補償電流額定值大於的有源濾波裝置。選擇的標準是大於1.25。

補償方案

根據系統中非線性負載的分布狀況及客戶需要達到治理效果，有源濾波裝置的應用可分為集中補償、分組補償和就地補償三種方案。

集中補償

集中補償適用於非線性負載數量大且分散，且單台非線性負載容量較小的系統，可在系統進線端安裝有源濾波裝置，對系統中存在的諧波進行綜合治理。

分組補償

分組補償適用於非線性負載集中在其中几條支路的系統中，可在這几條支路的匯總點安裝有源濾波裝置，以避免諧波電流流入電網污染其它負載。

就地補償

就地補償適用於單台負載諧波含量較大且分布較為分散的配電系統，在該單台負載的輸入端安裝有源濾皮裝置可以達到理想治理效果。

訂貨須知

配電系統或被補償設備的額定電壓、額定容量、自然功率因數、系統接線方式。

補償容量及濾波要求（或者提供各次諧波電流的含量）。

系統內現有補償裝置的容量、分組數量、結構形式等。

安裝空間及進線方式要求。

箱體顏色、尺寸與安裝特殊要求。

其它特殊要求。

應用案例

工況概述

某化纖企業應用了大量的低壓變頻器，380V側5次、7次諧波含量較大，現有低壓無功補償裝置經常出現放大諧波，引起跳閘事故，生產線的控制系統頻繁故障損坏。

解決方案

通過現場測試，最終選擇一台SAPF-300/380-Ⅰ型並聯有源濾濾裝置。

測試結果

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖1：裝置投運前電流波形圖               圖2：裝置投運后電流波形圖

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖3：裝置投運前諧波電流柱狀圖           圖4：裝置投運后諧波電流柱狀圖

使用效果

SAPF投入使用后，對諧波抑制起到較好作用，系統的電流畸變率由投前的30.5%降到2.5%，其中5次諧波電流由投前的26.3%降到了2.8%，治理效果非常明顯，各類故障現象基本杜絕。