400В/690В активный фильтр мощности (APF)

Обзор продукта

Активный фильтр мощности (APF) - это высокопроизводительное устройство для оптимизации качества электроэнергии, разработанное специально для средневольтных и низковольтных распределительных сетей. Его основные функции сосредоточены на управлении гармониками и точной компенсации реактивной мощности, что позволяет быстро обнаруживать и подавлять гармонические помехи в электросети, а также учитывать регулирование реактивной мощности, эффективно улучшая качество электроэнергии, снижая потери в линиях и обеспечивая безопасную и стабильную работу электрического оборудования. Как полностью контролируемое силовое электронное устройство, APF использует передовые алгоритмы обнаружения и технологии преобразования мощности, имеет быстрый отклик и высокую точность компенсации. Он может достигать широкополосного подавления гармоник без необходимости использования дополнительных фильтрующих компонентов и подходит для различных сценариев с нелинейными нагрузками. Это ключевое оборудование для решения проблемы гармонического загрязнения и повышения надежности электросети.

Структура системы и принцип работы

Основная структура

• Блок обнаружения: интегрированный модуль высокоточного измерения тока/напряжения, осуществляющий реальное время сбор данных о сигналах тока от электросети и нагрузки, точное разделение гармонических компонентов и реактивного тока с использованием FFT и технологии быстрого преобразования Фурье, предоставляя данные для управления компенсацией.

• Управляющий блок: оснащен двойной системой управления DSP и FPGA, имеет высокую скорость вычислений и точную логику управления. Связан с основным цепным модулем через высокоскоростную шину связи (RS-485/CAN/Ethernet) для достижения реального времени выпуска команд и мониторинга состояния.

• Основной цепной модуль: мостовая инверторная схема состоит из высокопроизводительных IGBT-модулей, обладает высокой перегрузочной способностью и стабильными характеристиками работы, может быстро генерировать компенсирующий ток в соответствии с управляющими командами; оснащена фильтрующими и защитными блоками для ограничения тока, защиты от перенапряжения и обеспечения электромагнитной совместимости.

• Вспомогательная структура: включает двойные источники питания, системы охлаждения и защитные шкафы для обеспечения непрерывной и стабильной работы оборудования в сложных условиях эксплуатации.

Принцип работы

Контроллер в реальном времени мониторит нелинейный ток нагрузки в электросети через блок обнаружения, использует технологию быстрого преобразования Фурье для анализа амплитуды и фазовой информации каждого гармонического тока, и мгновенно рассчитывает необходимые параметры обратного компенсирующего тока. Затем через технологию широтно-импульсной модуляции (PWM) контролируется коммутационное состояние IGBT-модуля, чтобы сгенерировать компенсирующий ток с равной амплитудой и противоположной фазой к гармоническому току, который точно вводится в электросеть и нейтрализует гармонический ток, создаваемый нагрузкой. Одновременно реактивная мощность может динамически регулироваться по требованию, в конечном итоге обеспечивая синусоидальный ток и оптимизацию коэффициента мощности в электросети, значительно снижая коэффициент гармонических искажений (THDi), и гарантируя, что качество электроэнергии соответствует соответствующим национальным стандартам.

Метод охлаждения

• Принудительное воздушное охлаждение (AF/воздушное охлаждение)

• Водяное охлаждение

Основные характеристики

• Точное и эффективное подавление гармоник: способен подавлять гармоники от 2 до 50, снижать коэффициент гармонических искажений THDi до менее чем 5%, и достигать разрешения компенсирующего тока 0,1 А. Может точно реагировать на сложные гармоники, создаваемые нелинейными нагрузками, такими как преобразователи частоты, дуговые печи, выпрямители и т.д.

• Быстрый отклик и динамическая компенсация: с временем отклика менее 5 мс, он может в реальном времени отслеживать динамические изменения гармоник нагрузки и реактивной мощности без задержки компенсации, эффективно решая проблему колебаний качества электроэнергии, вызванных ударными нагрузками.

• Стабильность и надежность, высокая адаптивность: использует двойной источник питания и резервные механизмы защиты, имеет множество функций защиты, таких как защита от перенапряжения, недостаточного напряжения, перегрузки по току, перегрева и отказа привода; степень защиты составляет IP30 (внутреннее)/IP44 (внешнее), может работать при температурах от -35 ℃ до +40 ℃, и подходит для различных суровых условий эксплуатации.

• Гибкость функций, совместимость с расширением: поддерживает отдельную компенсацию гармоник, отдельную компенсацию реактивной мощности или комбинацию обоих режимов компенсации; совместим с несколькими протоколами связи, такими как Modbus RTU и IEC61850, может достигать параллельной работы нескольких устройств и удовлетворять требованиям различных сценариев емкости.

• Энергоэффективность и экологичность, экономичность и практичность: собственные потери мощности составляют менее 1%, не создает дополнительных гармоник, не влияет на исходную структуру электросети; не требуется использование больших конденсаторов или индуктивных элементов, компактная конструкция, экономия пространства для установки и первоначальных инвестиций.

Технические характеристики

Сценарии применения

• Промышленные сектора: металлургия (электродуговые печи, машины непрерывного литья), горнодобывающая промышленность (оборудование, управляемое частотными преобразователями), нефтеперерабатывающая и химическая промышленность (компрессоры, насосы), автомобилестроение (сварочное оборудование, окрасочные линии) и другие сценарии с большим количеством нелинейных нагрузок, для контроля гармонического загрязнения и обеспечения стабильной работы производственного оборудования.

• Коммерческие и гражданские здания: центральное кондиционирование, лифты, системы освещения офисных зданий, торговых центров, отелей, источники бесперебойного питания для центров обработки данных, серверные кластеры, для подавления гармонических помех и предотвращения повреждения электрического оборудования.

• В области возобновляемых источников энергии, на стороне инвертора солнечных электростанций и ветровых ферм используется для контроля гармоник, генерируемых инверторами, улучшения качества электроэнергии, поставляемой в сеть, и соответствия стандартам подключения к сети.

• В сфере транспорта: тяговые подстанции электрифицированных железных дорог, системы электроснабжения городского железнодорожного транспорта, решение проблем гармоник и отрицательной последовательности, создаваемых тяговыми нагрузками, и стабилизация напряжения электроснабжения.

• Другие сценарии: медицинское оборудование, производственные линии точных приборов, подъемное оборудование аэропортов и портов, и другие сценарии, требующие строгого контроля качества электроэнергии, обеспечивающие чистую среду питания.