Filtro Ativo de Potência 400V/690V (APF)

Visão Geral do Produto

O Filtro Ativo de Potência (APF) é um dispositivo de otimização de qualidade de energia de alto desempenho projetado especificamente para redes de distribuição de média e baixa tensão. Suas funções principais se concentram no controle harmônico e na compensação precisa de potência reativa, podendo capturar e suprimir rapidamente interferências harmônicas na rede elétrica, além de considerar a regulação de potência reativa, melhorando efetivamente a qualidade da energia, reduzindo perdas nas linhas e garantindo o funcionamento seguro e estável dos equipamentos elétricos. Como um dispositivo eletrônico de potência totalmente controlado, o APF adota algoritmos de detecção avançados e tecnologia de conversão de energia, com velocidade de resposta rápida e alta precisão de compensação. Pode alcançar a supressão de harmônicas de banda larga sem a necessidade de componentes de filtragem adicionais e é adequado para diversos cenários com cargas não lineares. É um equipamento central para resolver a poluição harmônica e melhorar a confiabilidade da rede elétrica.

Estrutura do sistema e princípio de funcionamento

Estrutura principal

• Unidade de detecção: Módulo de detecção de corrente/tensão de alta precisão integrado, coleta em tempo real de sinais de corrente da rede elétrica e da carga, separação precisa de componentes harmônicos e corrente reativa através da tecnologia FFT e transformada rápida de Fourier, fornecendo suporte de dados para o controle de compensação.

• Unidade de controle: Equipada com um sistema de controle dual core de DSP e FPGA, possui velocidade de cálculo rápida e lógica de controle precisa. Está vinculada ao módulo de circuito principal através de um barramento de comunicação de alta velocidade (RS-485/CAN/Ethernet) para realizar a emissão de comandos em tempo real e monitoramento de status.

• Módulo de circuito principal: O circuito inversor em ponte é composto por módulos de potência IGBT de alto desempenho, que possuem capacidade de sobrecarga forte e características de operação estável, e podem gerar rapidamente corrente de compensação de acordo com instruções de controle; Equipado com unidades de filtragem e proteção para alcançar limitação de corrente, proteção contra sobretensão e compatibilidade eletromagnética.

• Estrutura auxiliar: inclui módulos de alimentação dupla, sistemas de resfriamento e gabinetes de proteção para garantir o funcionamento contínuo e estável do equipamento em condições de trabalho complexas.

Princípio de funcionamento

O controlador monitora em tempo real a corrente de carga não linear na rede elétrica através da unidade de detecção, utiliza a tecnologia de transformada rápida de Fourier (FFT) para analisar as informações de amplitude e fase de cada corrente harmônica, e calcula instantaneamente os parâmetros da corrente de compensação reversa necessária. Posteriormente, o estado de comutação do módulo IGBT é controlado através da tecnologia de modulação de largura de pulso (PWM) para gerar uma corrente de compensação com amplitude igual e fase oposta à corrente harmônica, que é injetada com precisão na rede elétrica e anula a corrente harmônica gerada pela carga. Ao mesmo tempo, a potência reativa pode ser ajustada dinamicamente conforme a demanda, alcançando, finalmente, corrente senoidal e otimização do fator de potência na rede elétrica, reduzindo significativamente a taxa de distorção harmônica (THDi), e garantindo que a qualidade da energia atenda aos padrões nacionais relevantes.

Método de resfriamento

• Resfriamento forçado (AF/Resfriamento a ar)

• Resfriamento a água

Principais Características

• Supressão harmônica precisa e eficiente: Pode suprimir 2-50 harmônicas, reduzir a taxa de distorção harmônica THDi para abaixo de 5% e alcançar uma resolução de corrente de compensação de 0,1A. Pode responder com precisão às harmônicas complexas geradas por cargas não lineares, como inversores de frequência, fornos de arco, retificadores, etc.

• Resposta rápida e compensação dinâmica: Com um tempo de resposta inferior a 5ms, pode rastrear as mudanças dinâmicas de harmônicas de carga e potência reativa em tempo real, sem compensação tardia, resolvendo efetivamente o problema de flutuações na qualidade da energia causadas por cargas de impacto.

• Estável e confiável, com forte adaptabilidade: adota um design de alimentação dupla e mecanismo de proteção redundante, possui múltiplas funções de proteção, como sobretensão, sub-tensão, sobrecorrente, superaquecimento e falha de acionamento; O nível de proteção alcança IP30 (interior)/IP44 (exterior), pode suportar temperaturas de operação de -35 ℃ a +40 ℃, e é adequado para várias condições de trabalho rigorosas.

• Funcionalidade flexível, compatível com expansão: suporta compensação individual de harmônicas, compensação individual de potência reativa, ou combinação de ambos os modos de compensação; Compatível com múltiplos protocolos de comunicação, como Modbus RTU e IEC61850, pode realizar operação em rede paralela de múltiplas máquinas e atender aos requisitos de cenários de diferentes capacidades.

• Econômico e prático, econômico e ecológico: sua própria perda de energia é inferior a 1%, não gera harmônicas adicionais e não afeta a estrutura original da rede elétrica; Não requer capacitores ou componentes indutivos de grande capacidade, tem estrutura compacta, economizando espaço de instalação e investimento inicial.

Especificação Técnica

Cenários de aplicação

• Setores industriais: siderurgia, metalurgia (fornos elétricos a arco, máquinas de colada contínua), mineração (equipamentos acionados por inversores de frequência), petroquímica (compressores, bombas), fabricação automotiva (equipamentos de soldagem, linhas de pintura) e outros cenários com grande número de cargas não lineares, para controlar a poluição harmônica e garantir o funcionamento estável dos equipamentos de produção.

• Edifícios comerciais e civis: ar condicionado central, elevadores, sistemas de iluminação em edifícios de escritórios, shopping centers, hotéis, fontes de alimentação UPS para centros de dados, clusters de servidores, para suprimir a interferência harmônica e evitar danos aos equipamentos elétricos.

• No campo de energia renovável, o lado do inversor de usinas fotovoltaicas e parques eólicos é usado para controlar as harmônicas geradas pelos inversores, melhorar a qualidade da energia elétrica conectada à rede de energia renovável e atender aos padrões de acesso à rede.

• No campo de transporte: estações de tração ferroviária eletrificada, sistemas de fornecimento de energia para transporte urbano, resolver os problemas de harmônicas e sequência negativa gerados pelas cargas de tração e estabilizar a tensão de fornecimento de energia.

• Outros cenários: equipamentos médicos, linhas de produção de instrumentos precisos, equipamentos de elevação em aeroportos e portos, e outros cenários que exigem estrita qualidade de energia, fornecendo um ambiente de energia puro.