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电能质量分析与治理系统
发布时间:2018/4/4 20:13:40

 

    一、快速选型

    1.谐波治理产品快速选型表

                 类别区别

    ANAPF有源电力滤波器

    ANHF谐波滤波器

    ANHPD谐波保护器

    组成

    电力电子元器件

    滤波电容、电抗

    高通滤波模块

    功能

    谐波治理、无功补偿、平衡三相电流

    谐波治理兼无功补偿

    治理高次谐波,防止高频干扰

    滤波范围

    2-51次

    主要以5,7,11,13次等

    3KHz~10MHz

    应用

    主要以治理谐波为主,兼补无功和三相不平衡,与传统无源滤波器相比节省空间,有较强的补偿性能、适应场合多。

    通常应用于变频器、电焊机、中频炉、整流设备等,可在无功补偿同时滤除典型谐波电流。

    通常应用于医院、机房、工厂、实验室等易受高频谐波干扰场合。

     

    2.无功补偿产品快速选型表

           类别

    区别

    SVC无功补偿柜

    ANSVG静止无功发生器

    ANSVG-S-G智慧型动态无功补偿装置

    ANSVG-S-A无功谐波混合补偿装置

    ANSVG-G-A混合动态滤波补偿装置

    组成

    分立元件(电容、电抗、投切开关)或智能电容

    SVG模块

    ANSVG-S-G模块+分立元件

    APF模块+分立元件

    ANSVG-G-A模块(输出无功和谐波)

    无功补偿范围

     

    容性无功

    感性无功

    感性无功

    部分容性无功

    感性无功

    部分容性无功

    容性无功

    感性无功

    无功补偿精度

    一般(宽范围无功补偿)

    最高 (精细无功补偿)

    很高(宽+精细无功补偿)

    一般(宽范围无功补偿)

    最高 (精细无功补偿)

    谐波治理

    /

    /

    /

    2-50次

    2-50次

    动态响应

    >100ms

    ≤10ms

    ≤10ms

    ≤10ms

    ≤10ms

    单柜容量注*

    300Kvar

    500Kvar

    300Kvar

    200Kvar无功+100A谐波

    500Kvar无功+250A谐波

    应用

    功率因数较低,负荷波动不能太快,主要以无功补偿为主的场所

    功率因数低,负荷快速变化,兼顾无功补偿和低次谐波治理。例如:点焊机;汽车行业,分布式光伏,码头提升装置;钢厂

    功率因数低,负荷快速变化,以无功补偿为主,低次谐波治理为辅。如:点焊机;负荷较平稳的场所,例如:工厂、省网、农网等

    功率因数低,负荷变化稳定,谐波电流严重畸变的场所。例如:变频器

    适用于无功量大,负载频繁变化,电流严重畸变,且现场柜体安装空间有限制的场所。如:汽车行业,钢铁冶金行业,光伏行业,单(多)晶炉行业等

    注:单柜尺寸800mm×800mm×2200mm其他尺寸,可定做。

     

    3.无功补偿产品快速选型表

    3.1 SVC无功补偿柜

    •  分立元件方案

        

     

    • 分立元件方案

                                           

    3.2 ANSVG静止无功发生器

          

     

    3.3 ANSVG-S-A系列混合动态消谐补偿装置

        

     

    3.4 ANSVG-S-G智慧型动态无功补偿装置

     

    3.5 ANSVG-G-A混合动态滤波补偿装置

     

    二、ANAPF有源电力滤波器

    1.概述

    1.1 谐波的定义

      任何一种周期性非正弦波形都可以看成是由若干种频率不同的正弦波合成的,其中频率为工频的分量称为基波,大于1整数倍基波频率的正弦波分量称为谐波。

      总谐波畸变由不同频率的分次谐波合成,各次谐波频率与基波频次的比值(n=fn/f1)称为谐波次数。例如在工频为50Hz的系统中,频率为150Hz的谐波分量即为3次谐波;频率为250Hz的谐波分量即为5次谐波。

     

    1.2 谐波的危害

    ◆ 使公用电网中的设备产生附加谐波损耗,降低电网、输电及用电设备的使用效率。

    ◆ 在三相四线制系统中,由于零线流过大量的3n次谐波电流,造成零线过热。

    ◆ 谐波会产生额外的热效应,引起用电设备发热、加速老化,从而降低设备的使用寿命。

    ◆ 谐波容易使电网与补偿电容器之间发生并联谐振或者串联谐振,使谐波电流放大几倍甚至数十倍,造成过电流,引起     

      用电设备损坏,谐振严重时还会引起跳闸事故。

    ◆ 谐波会引起一些保护设备误动作,同时也会导致电气测量仪表计量不准确。

    ◆ 谐波会对附近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低信号传输质量;重者导致信号丢失,使通信系统无法正常工作。

     

    2.产品介绍

    2.1 工作原理

      ANAPF系列有源电力滤波器并联在含谐波负载的低压配电系统中,能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。其原理为:ANAPF系列有源电力滤波器通过CT采集系统谐波电流,经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量,产生谐波电流指令,通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流,并注入电力系统中,从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。

     

    2.2 产品特点

    ◆ DSP+FPGA全数字控制方式,具有极快的响应时间、先进的主电路拓扑和控制算法,精度更高、运行更稳定;

    ◆ 一机多能,既可补谐波,又可兼补无功,可对2~51次谐波进行全补偿或指定特定次谐波进行补偿;

    ◆ 具有完善的桥臂过流保护、直流过压保护、装置过温保护功能;

    ◆ 模块化设计,体积小,安装便利,方便扩容;

    ◆ 采用7英寸大屏幕彩色触摸屏以实现参数设置和控制,使用方便,易于操作和维护;

    ◆ 输出端加装滤波装置,降低高频纹波对电力系统的影响;

    ◆ 多机并联,达到较高的电流输出等级;

    ◆ 拥有自主发明专利、软件著作权、欧洲机构认证的CE证书、苏州电科所认证的型式试验报告。

     

    2.3 型号说明

     

    2.4 技术参数

    接线方式

    三相三线或三相四线

    接入电压

    380V ±10%

    接入频率

    50Hz ±2%

    响应时间

    完全响应时间≤10ms,瞬时响应时间≤100μs

    开关频率

    10kHz~20kHz

    功能设置

    只补偿谐波、只补偿无功、既补偿谐波又补偿无功

    谐波补偿次数

    2-51次(全部补偿或指定次数补偿)

    损耗

    ≤2%

    效率

    ≥98%

    总谐波补偿率

    ≥90%

    保护类型

    直流过压保护、IGBT过流保护、装置过温保护、输出限幅保护等

    冷却方式

    强制风冷

    噪音

    ≤65dB

    工作环境温度

     

    -10℃~+45℃(环境温度超过工作温度范围降容使用)

    工作环境湿度

    <85%RH 不凝结

    安装场合

    室内安装

    海拔高度

    ≤1000m(更高海拔需降容使用)

    防护等级

    IP20

    智能通信接口

    外加模块

    远程监控

    可选

    安装方式

    立柜式、壁挂式、抽屉式

     

    2.5 规格型号说明


    3.现场谐波治理效果

      下面是某现场负载的产品应用效果图,其谐波含量高达60%左右,通过电能质量分析仪PW3198的分析可以帮助我们很直观的看到补偿效果。

     

      补偿前电流波形呈现M形,补偿后电流波形趋向正弦波,效果良好。

     

      补偿前电流畸变率高达59%,补偿后电流畸变率降至9%,谐波得到大大抑制。

     

      补偿前A相3次谐波7.6A,5次谐波78.2A,7次谐波42.6A;

      补偿后A相3次谐波1.3A,5次谐波6.9A,7次谐波4.0A;各次谐波也均得到明显抑制。

     

    4.上图示例

      电能质量监测与治理系统针对不同的场合可选择不同的治理方案,一般有集中治理、局部治理和就地治理三种技术方案。

     

    4.1集中治理

      本案例是在变电所低压电容柜中设置无功补偿,同时在配电前端设置有源电力滤波器,采用集中治理的方式抑制谐波。

      集中治理适用于单台设备谐波含量小,但数量庞大、布局分散的场合,比如办公大楼(个人电脑、节能灯、变频空调、电梯等),虽然单台设备的电流小,谐波含量低,但整栋大楼的总电流大,总谐波电流也大。

    4.2 局部治理

      本案例是在变电所低压电容柜中设置无功补偿,同时在局部谐波源前端设置有源电力滤波器,采用局部治理的方式抑制谐波。

      局部治理适用于谐波源集中在某一条或几条馈出支路的配电系统,比如医院的精密仪器、UPS电源等,虽然单台设备的电流小,谐波含量低,但为防止其他设备产生的谐波对其干扰,采用局部谐波治理。


    4.3 就地治理

      本案例是在变电所低压电容柜中设置无功补偿,同时在主要谐波源的前端设置有源电力滤波器,采用就地治理方式的抑制谐波。

      就地治理适用于谐波源比较明确且单台设备谐波含量较大的配电系统,比如大型商业区的景观照明、影剧院的可控硅调光设备、工业区的变频器调速设备等,单台设备电流大、谐波含量高、谐波电流大,为防止谐波电流影响其他用电设备,采用就地治理。

     

    5.实物整柜示意

      整柜方案适用于MNS、GGD等柜型。

    (1)母线室:用于穿过低压配电柜的总母线,内部母线夹用来固定总母线。

    (2)开关室:用于安装每台模块对应的微型断路器,方便模块切合。

    (3)模块室:模块通过前面板上的的挂耳实现固定。

    (4)地排室:用于安装接地排。

      注意:我公司不提供母线框、母线框支架及地排支架。

     

     

     

      注:由于模块采用强制风冷,自带风扇,模块前后面板已经做开孔散热处理,为保证所产生的热量在柜体内能够散出,建议柜体前后门尽量多开孔,保证散热效果,所开孔可采用10*10mm的方孔,每个APF模块对应开孔示意如下,同时满足IP20的防护等级。另如有条件允许,建议在柜体顶部安装风扇,提高散热效果。

     

    三、ANHPD系列谐波保护器

    1.概述

      大量非线性负载的广泛应用,会给电网带来谐波污染,对电网的安全可靠运行极为不利,尤其是高次谐波。一些对电能质量要求高的设备,例如电子计算机、精密医疗仪器、微处理器以及其它数字化电子设备等,当它们的供电电源中有高次谐波时,经常会出现程序运行错误、数据错误、时间错误、死机、无故重启等现象,甚至会永久性损坏。

      ANHPD300系列谐波保护器对用电设备产生的随机高次谐波、脉冲尖峰、电涌等具有抑制和吸收作用,能有效滤除电压尖峰杂波、矫正畸变的电压波形、对谐波噪声进行消化和吸收、防止保护装置误跳闸、保证用电设备正常运行。ANHPD谐波保护器可与ANAPF系列有源电力滤波器同时使用,提供完美电能质量。

    2.型号说明

     

    3.产品特点

    ◆ 采用超微晶体的特殊电路;

    ◆ 吸收3KHz~10MHz频率各种能量的谐波干扰,消除高次谐波、高频噪声、脉冲尖峰、浪涌等干扰,矫正电压、电流波形;

    ◆ 减少了用电设备的故障率和机器误操作,全面克服了由于高频谐波污染引起的干扰,保障了设备的安全运行;

    ◆ 设备本身几乎不耗电,具有超高的经济性;

    ◆ 结构设计合理,接线简单,安装方便。

     

    4.应用领域

    ◆ 机场/体育场:EIB调光系统、主控室、广播系统。

    ◆ 医院:ICU(重症加强护理病房)、MRI(磁共振成像)、手术室IT隔离电源、医学成像室、放疗科。

    ◆ 学校/研究所:精密仪器实验室、机房、网络中心。

    ◆ 电信机房/银行:大型数据中心、安防系统。

    ◆ 工厂:生产线的PLC、计算机设备控制、高精度数控中心、DCS系统。

    ◆ 剧场/电视台:舞台调光设备、计算机控制系统、LED大屏幕等。

     

    5.技术参数

    额定电压/额定频率

    AC 400V(三相) AC 220V(单相)/50Hz±15%

    最大脉冲电流值

    6.5KA

    滤波性能

    吸收频率3KHz~10MHz

    泄漏电流≤1.2mA

    安装方式

    35mm导轨安装

    安装尺寸

    126mm×105mm×80mm(长×深×高)

    抗浪涌电流

    对于300V的脉冲电压,脉冲电流不超过1000A

    电路连接方式

    星型(三相) 并联(单相)

    绝缘电阻

    >100MΩ

    耐压

    导电部分与外壳间承受2000VAC,时间1min,无击穿和闪络现象

    电源

    功率小于1.0W;温升小于10℃

    电磁兼容性测试

    震荡波抗扰度 IEC60225-22 4级

    静电放电抗扰度 IEC60225-22 4级

    射频电磁辐射抗扰度 IEC60225-22 4级

    电快速瞬变脉冲群抗扰度 IEC60225-22 4级

    外部接口

    端子耐高温100℃

    外壳类型

    阻燃塑料

    维护方式

    免维护

    使用寿命

    15年以上

    接线方式

    接线孔连接

    重量

    约1.0kg

    外部环境

    工作温度:-25℃-70℃  存贮温度:-40℃-80℃  相对湿度:﹤95%(在15℃~25℃间)  大气压力:52-110Kpa

    工作环境

    无爆炸无腐蚀性气体导电尘埃,无剧烈振动,无冲击源,海拔1500m以下

     

    6.安装说明

     

     

    四、ANHF系列谐波滤波器

    1.概述

      安科瑞公司利用高阶滤波器的设计原理,选用高性能的滤波电容器串联电抗器,组合成谐波滤波装置,可在补偿无功功率的同时,把系统电流中的谐波分量补偿掉,将动态无功补偿和谐波滤波功能完美结合在一起。通常跟工业变频器配套使用,快速跟随负荷变化,吸收电网谐波和提高电力利用效率,也被称之为“变频器伴侣”。

     

    2.型号说明

     

    3.技术参数

    工作电压

    AC220V-690V

    工作电流

    20A-660A

    工作频率

    50/60HZ

    交流脉冲电压

    能维持承受±2500V的交流脉冲电压

    绝缘等级

    class F,H

    电流总谐波失真率

    ≤ 8%(A档),≤ 16%(B档)

    电压总谐波失真率

    ≤5%

    使用环境

    -10~+45℃额定值不会降低,在45℃-55℃以内,每升高1℃,额定输出电流降低2%

    防护等级

    IP00-IP22

    最大电流

    1.5倍额定电流,持续60s

    嗓音

    ≤65dB(风冷散热)

    温升

    ≤70K

    抗电强度

    铁芯-绕组 3000VAC/50Hz/5mA/10s无飞弧击穿(工厂测试)

    绝缘电阻

    1000VDC绝缘电阻≥100ΩA

    海拔高度

    ≤2000米

    外部环境

    工作温度:-25℃~+45℃,

    相对湿度:≤90%

    工作环境:无有害气体、易燃易爆物品,良好的通风条件,如装在柜内,应装通风设备

     

    4.产品选型表

    滤波器型号

    适配功率(KW)

    额定电流(A)

    尺寸W*D*H(mm)

    滤波器型号

    适配功率(KW)

    额定电流(A)

    尺寸W*D*H(mm)

    ANHF003□4SC

    0.75

    5

    635*423*339

    ANHF045□4SA

    45

    80

    685*425*402

    ANHF003□4SC

    1.5

    5

    635*423*339

    ANHF055□4SA

    55

    110

    685*425*402

    ANHF003□4SC

    2.2

    7

    635*423*339

    ANHF075□4SA

    75

    150

    600*600*2200

    ANHF003□4SC

    3

    10

    635*423*339

    ANHF090□4SA

    90

    180

    600*600*2200

    ANHF004□4SC

    4

    10

    635*423*339

    ANHF110□4SA

    110

    220

    600*600*2200

    ANHF005□4SC

    5.5

    15

    635*423*339

    ANHF132□4SA

    132

    250

    600*600*2200

    ANHF007□4SC

    7.5

    15

    635*423*339

    ANHF160□4SA

    160

    330

    600*600*2200

    ANHF011□4SC

    11

    25

    635*423*339

    ANHF200□4SA

    200

    400

    600*600*2200

    ANHF015□4SC

    15

    30

    635*423*339

    ANHF220□4SA

    220

    450

    600*600*2200

    ANHF018□4SC

    18.5

    35

    635*423*339

    ANHF250□4SA

    250

    500

    600*600*2200

    ANHF022□4SC

    22

    45

    635*423*339

    ANHF280□4SA

    280

    660

    800*800*2200

    ANHF030□4SC

    30

    60

    685*423*376

    ANHF315□4SA

    315

    660

    800*800*2200

    ANHF037□4SA

    37

    70

    685*423*376

    ANHF355□4SA

    355

    660

    800*800*2200

     

    5.产品应用

      ANHF系列谐波滤波器是一个无源系列的连接低通滤波的电感电容系统,用于消除由三相全波变频负载产生的特有的5、7、11次等低频谐波,它不需要单个调节或按不同的谐波源进行移相。谐波含量最好可控制在8%以内。

      谐波滤波器通常应用于三相电子设备诸如可调速的交直流电机驱动器、焊接机、电池充电器、不间断电源(UPS)、感应加热设备、伺服驱动器和其他电子设备。与其他的谐波滤波器技术不同,ANHF谐波滤波器对滤波结果是有保证的。在交流变频和变扭矩驱动应用(风机和水泵)中,ANHF谐波滤波器肯定满足满载时的最大THDi(总电流谐波畸变)不高于保证的百分数。此外,ANHF谐波滤波器既不会引起电力系统的共振,也不会吸收来自其他非线性负载的谐波。以下为在某场合变频器下的实际应用效果展示:

     

      补偿前电流畸变率由24.71%降至8.11%,各次谐波得到有效抑制,5次和7次效果最为显著。

     

    五、ANSVC低压无功功率补偿装置

    1.概述

      ANSVC低压无功功率补偿装置并联在整个供电系统中,能根据电网中负载功率因数的变化控制电力电容器投切进行补偿。

     

    2.型号说明

     

    3.产品特点

    ◆ 装置柜体采用框架拼装式结构,表面喷塑或钝化处理,外观整洁美观、耐老化、抗腐蚀、高寿命。

    ◆ 结构设计紧凑合理,模块化设计,布线整齐大方,维护方便。

    ◆ 多种补偿形式:三相共补、三相分补、共补+分补三种形式。根据电网的实际情况,兼顾补偿效果和成本,合理选用补偿形式。  

    ◆ 使用串联电抗器保护电容器,可根据用户现场具体电网背景定制方案。

    ◆ 控制器具有多回路循环或编码投切运行方式,能有效地避免分组投切时个别电容投切过于频繁的问题,实现最优控制。

    ◆ 具有数据采集功能和标准的通信接口,可实现远程实时监测和计算机联网管理。

     

    4.技术参数

    电气参数

    额定电压

    AC400V

    补偿容量

    60kvar~600kvar

    工作频率

    50Hz

    过载能力

    电压过载1.1倍,电流过载1.3倍

    目标功率因数

    0.8~1.0(可设定)

    控制特性

    补偿方式

    共补、分补及混合补可选

    控制路数

    2至16回路

    控制方式

    具有手动、自动两种投切模式

    投切算法

    循环投切

    保护功能

    过压、欠压、缺相、短路保护功能

    结构特征

    防护等级

    IP30

    颜色

    RAL7035(可按客户要求定制)

    安装方式

    室内安装,固定方式与进线方式可选

    环境条件

    环境温度

    -25℃ 至+50℃

    相对湿度

    40℃ 时,≤50%,20℃ 时,≤90%

    海拔

    海拔2000米以下

     

    5.应用领域分析

    负载类型

    功率因数

    企业类别

    功率因数

    白炽灯

    1

    造纸工业

    0.5~0.8

    荧光灯

    0.5~0.6

    塑胶工业

    0.6~0.72

    泵气灯

    0.5

    柴油机改造

    0.74~0.84

    钠蒸汽灯

    0.5~0.6

    电线电缆

    0.65~0.80

    感应电机

    0.15~0.85

    石油化工

    0.6~0.75

    电阻焊接

    0.6

    橡胶轮胎

    0.5~0.6

    电弧焊接

    0.5

    水泥制造

    0.75~0.85

    感应炉

    0.6~0.8

    金属冶炼

    0.7~0.8

    电弧炉

    0.7~0.8

    轧钢轧机

    0.5~0.6

     

    6.应用案例

      某大型金属加工企业主要以熔炼碳钢、特种钢为主要业务。厂内使用了较大规模的中频感应加热炉。经过现场测量,为客户配置了ANSVC-600-380/B的无功补偿装置,其补偿效果如下:

     

    7.上图示例

     

    六、ANSVG静止无功发生器

    1.概述

      静止无功发生器是一种用于补偿无功以及不平衡的新型电力电子装置,它能对大小变化的无功以及负序进行快速和连续的补偿,其应用可克服LC补偿器等传统的无功补偿器响应速度慢、补偿效果不能精确控制、容易与电网发生并联谐振和投切震荡等缺点。

     

    2.产品执行标准

             DL/T 1216-2013          配网静止同步补偿装置技术规范

             NB/T 41006-2014        低压有源无功综合补偿装置

             NB/T 42057—2015       低压静止无功发生器

    3.型号说明

     

    4.产品特点

    ◆ 补偿方式灵活:补偿负载无功。

    ◆ 可治理三相不平衡。

    ◆ 线性补偿,响应时间≤10ms。

    ◆ 具有人性化的人机交互界面,可通过该界面看到系统的实时电能质量信息(电压/电流波形、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、谐波等),操作简单,可以远控,也可以本控。

    ◆ 采用进口IGBT,功率密度大,可靠性高。

    ◆ 采用DSP高速检测和运算的数字控制系统。

    ◆ 监控以及显示具备远程通讯接口,可以通过PC机实时监控。

    ◆ 标准模块化设计,缩短交付周期,同时提高了使用的可靠性和可维护性。

     

    5.技术参数

    技术参数

    技术指标

    交流输入额定电压

    额定电压

    400×(1±20%)V

    额定频率

    50×(1±10%)Hz

    无功补偿及谐波补偿

    接线方式

    三相三线、三相四线

    目标功率因数

    在容量范围内达到设定要求

    补偿方式

    线性无功补偿

    补偿效果

    功率因数可达0.99,可补偿感性无功、容性无功

    响应时间

    10ms以内

    过载保护

    自动限制到额定电流输出

    有功功率损耗

    <3%额定功率模块

    防护等级

    IP20,更高防护等级需定制

    模块容量

    400V模块:30kvar、50kvar、75kvar、100kvar

    整机容量

    400V整机:100kvar、200kvar、300kvar、400kvar、500kvar

    模块重量

    10kg(30kvar)、20kg(50kvar)、40kg(75/100kvar)

    工作模式

    自动或手动

    通讯接口

    远程RS485/以太网/通讯功能可选;上位机监控软件(选配)

    扩展能力

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