Filtro Activo de Potencia 400V/690V (APF)

Descripción general del producto

El Filtro Activo de Potencia (APF) es un dispositivo de optimización de calidad de energía de alto rendimiento diseñado específicamente para redes de distribución de media y baja tensión. Sus funciones principales se centran en el control armónico y la compensación precisa de la potencia reactiva, lo que permite capturar y suprimir rápidamente las interferencias armónicas en la red eléctrica, al tiempo que regula la potencia reactiva, mejorando eficazmente la calidad de la energía, reduciendo las pérdidas en línea y garantizando la operación segura y estable del equipo eléctrico. Como un dispositivo electrónico de potencia completamente controlado, el APF adopta algoritmos de detección avanzados y tecnología de conversión de potencia, con una velocidad de respuesta rápida y alta precisión de compensación. Puede lograr la supresión armónica de ancho de banda sin necesidad de componentes de filtrado adicionales y es adecuado para diversos escenarios con cargas no lineales. Es un equipo clave para resolver la contaminación armónica y mejorar la confiabilidad de la red eléctrica.

Estructura del sistema y principio de funcionamiento

Estructura principal

• Unidad de detección: Módulo integrado de detección de corriente/voltaje de alta precisión, recolección en tiempo real de señales de corriente de la red eléctrica y carga, separación precisa de componentes armónicos y corriente reactiva a través de la tecnología FFT y transformada rápida de Fourier, proporcionando soporte de datos para el control de compensación.

• Unidad de control: Equipada con un sistema de control dual de DSP y FPGA, tiene una velocidad de cálculo rápida y lógica de control precisa. Está vinculada con el módulo de circuito principal a través de un bus de comunicación de alta velocidad (RS-485/CAN/Ethernet) para lograr la emisión de comandos en tiempo real y la supervisión del estado.

• Módulo de circuito principal: El circuito inversor puente está compuesto por módulos de potencia IGBT de alto rendimiento, que tienen una gran capacidad de sobrecarga y características de operación estables, y pueden generar rápidamente la corriente de compensación según las instrucciones de control; Equipado con unidades de filtrado y protección para lograr limitación de corriente, protección contra sobretensión y compatibilidad electromagnética.

• Estructura auxiliar: incluye módulos de doble fuente de alimentación, sistemas de refrigeración y gabinetes protectores para garantizar la operación continua y estable del equipo bajo condiciones de trabajo complejas.

Principio de funcionamiento

El controlador monitorea en tiempo real la corriente de la carga no lineal en la red eléctrica a través de la unidad de detección, utiliza la tecnología de transformada rápida de Fourier (FFT) para analizar la amplitud y la información de fase de cada corriente armónica, y calcula instantáneamente los parámetros de la corriente de compensación inversa requerida. Posteriormente, se controla el estado de conmutación del módulo IGBT a través de la tecnología de modulación de ancho de pulso (PWM) para generar una corriente de compensación con amplitud igual y fase opuesta a la corriente armónica, que se inyecta con precisión en la red eléctrica y anula la corriente armónica generada por la carga. Al mismo tiempo, la potencia reactiva puede ser ajustada dinámicamente según la demanda, logrando finalmente una corriente sinusoidal y la optimización del factor de potencia en la red eléctrica, reduciendo significativamente la tasa de distorsión armónica (THDi) y asegurando que la calidad de la energía cumpla con los estándares nacionales relevantes.

Método de enfriamiento

• Enfriamiento forzado (AF/Enfriamiento por aire)

• Enfriamiento por agua

Características principales

• Supresión armónica precisa y eficiente: Puede suprimir 2-50 armónicos, reducir la tasa de distorsión armónica THDi por debajo del 5% y lograr una resolución de corriente de compensación de 0.1A. Puede responder con precisión a los armónicos complejos generados por cargas no lineales como convertidores de frecuencia, hornos de arco, rectificadores, etc.

• Respuesta rápida y compensación dinámica: Con un tiempo de respuesta inferior a 5ms, puede seguir los cambios dinámicos de los armónicos y la potencia reactiva de la carga en tiempo real sin compensación con retraso, resolviendo eficazmente el problema de fluctuaciones en la calidad de la energía causadas por cargas de impacto.

• Estable y confiable, con alta adaptabilidad: adopta un diseño de doble fuente de alimentación y mecanismo de protección redundante, tiene múltiples funciones de protección como sobretensión, subvención, sobrecorriente, sobrecalentamiento y falla del conductor; El nivel de protección alcanza IP30 (interior)/IP44 (exterior), puede soportar temperaturas de operación de -35 ℃~+40 ℃, y es adecuado para diversas condiciones de trabajo adversas.

• Funcionalidad flexible, compatible con expansión: admite compensación separada para armónicos, compensación separada para potencia reactiva, o una combinación de ambos modos de compensación; Compatible con múltiples protocolos de comunicación como Modbus RTU e IEC61850, puede lograr la operación en red en paralelo de múltiples máquinas y satisfacer los requisitos de diferentes escenarios de capacidad.

• Ahorro de energía y respetuoso con el medio ambiente, económico y práctico: su propia pérdida de potencia es inferior al 1%, no genera armónicos adicionales y no afecta la estructura original de la red eléctrica; No requiere capacitores de gran capacidad ni componentes inductivos, tiene una estructura compacta, ahorrando espacio de instalación y la inversión inicial.

Especificaciones técnicas

Escenarios de aplicación

• Sectores industriales: acero, metalurgia (hornos eléctricos de arco, máquinas de colada continua), minería (equipos accionados por convertidores de frecuencia), petroquímica (compresores, bombas), fabricación automotriz (equipos de soldadura, líneas de pintura) y otros escenarios con un gran número de cargas no lineales, para controlar la contaminación armónica y garantizar el funcionamiento estable del equipo de producción.

• Edificios comerciales y civiles: aire acondicionado central, ascensores, sistemas de iluminación en edificios de oficinas, centros comerciales, hoteles, suministros de energía UPS para centros de datos, clústeres de servidores, para suprimir la interferencia armónica y evitar daños al equipo eléctrico.

• En el campo de las energías renovables, se utiliza en el lado inversor de las plantas fotovoltaicas y parques eólicos para controlar los armónicos generados por los inversores, mejorar la calidad de la electricidad conectada a la red de energías renovables y cumplir con los estándares de acceso a la red.

• En el campo del transporte: estaciones de tracción ferroviaria electrificada, sistemas de suministro de energía para el transporte urbano de pasajeros, resolver los problemas de armónicos y secuencia negativa generados por las cargas de tracción, y estabilizar el voltaje de suministro de energía.

• Otros escenarios: equipos médicos, líneas de producción de instrumentos de precisión, equipos de elevación en aeropuertos y puertos, y otros escenarios que requieren una calidad de energía estricta, proporcionando un entorno de energía puro.