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儒饬申
5 years ago
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1 QHE 千槐电气, 电能质量专家安全优质高效清洁环保的能源, 将为我们创造更加低碳的生活 QHAPF 系列第二代有源电力滤波器特别提醒未列之规格按用户的要求制造绿色能源管理系统之 02-E APF- 有源滤波器无功补偿消谐滤波上海千槐电气有限公司 SHANGHAI QIANHUAI ELECTRIC

公司简介上海千槐电气有限公司 ( 简称千槐千槐电气 QH QHE) 成立于 2005 年, 专业从事于绿色能源管理系统电力自动化系统电能质量管理系统以及各种节能及新技术的创新研究和应用推广, 特别专注于无功补偿和消谐滤波领域, 与国内外同行有着多年的合作交流, 在引进国外先进技术的同时又积级主动地进行了卓有成效的消化吸收, 逐步形成了千槐产品理念先进质量可靠规格齐全参数完整

2 公司简介上海千槐电气有限公司 ( 简称千槐千槐电气 QH QHE) 成立于 2005 年, 专业从事于绿色能源管理系统电力自动化系统电能质量管理系统以及各种节能及新技术的创新研究和应用推广, 特别专注于无功补偿和消谐滤波领域, 与国内外同行有着多年的合作交流, 在引进国外先进技术的同时又积级主动地进行了卓有成效的消化吸收, 逐步形成了千槐产品理念先进质量可靠规格齐全参数完整一揽子解决方案的风格 ; 既采用和发展了国外的先进技术和产品, 又根据中国电力系统的实际, 提出了各种新的概念, 扩展了应用领域千槐电气在电能质量技术研发系统设计制造工艺产品质量等方面具有较高的行业代表性多年来, 公司以先进技术优异产品稳定质量和诚信服务, 在市场上赢得了比较良好的信誉度目前, 千槐电气正致力于发展绿色环保增效节能安全易用等新能源产品的研发和推广以无功补偿消谐波滤等各类节能环保产品为基础, 努力将千槐电气建成为国内新能源产品的研发与制造的现代型企业千槐电气将以节能环保新能源国际化为战略目标把千槐电气建设成为产品种类齐全服务质量优良全面协调可持续发展的产品推广应用及制造商千槐电气正在不断提高企业的核心竞争力, 迈着坚实的步伐跻身于世界电器行业之林有源滤波简介有源电力滤波器 (APF) 主电路为 IGBT 功率变换器, 采用基于瞬时无功功率理论的检测技术, 自动跟踪电网谐波变化, 具有高度可控性与快速响应性克服了传统无源滤波器的滤波效果差容易发生谐振只能补偿固定次谐波等缺点, 对各种快速瞬变的冲击性负荷均能起到良好的滤波和补偿效果 QHAPF 系列有源滤波器采用军工级控制芯片, 计算能力及抗干扰能力极强, 可实现一个控制器集中控制多台有源滤波器并联工作, 采用自适应电流平均值控制算法并结合 LCL 拓扑结构, 克服了传统滞环电流控制由于开关频率变变化所带来的输出频谱宽滤波较困难高频谐波会干扰电网等缺点 1

原理与特点工作原理滤波原理通过外部互感器 CT 实时采集电流信号, 通过内部检测电路分离出其中的谐波部分, 通过

无功补偿原理实时检测系统的无功功率, 通过 IGBT 功率变换器产生容性或感性的基波电流, 实现动态连续无功补滤波原理

FPGA 控制器, 控制器将基波成分分离, 并提取出所有的谐波, 控制器会将采集到的谐波成分和 QHAPF

系统的谐波大小相等相位相反的补偿电流注入电技术特点网, 实现滤除谐波的功能卓越的滤波能力谐波滤除率大于 97%

3 原理与特点工作原理滤波原理通过外部互感器 CT 实时采集电流信号, 通过内部检测电路分离出其中的谐波部分, 通过 IGBT 功率变换器产生与系统的谐波大小相等相位相反的补偿电流注入电网, 实现滤除谐波的功能无功补偿原理实时检测系统的无功功率, 通过 IGBT 功率变换器产生容性或感性的基波电流, 实现动态连续无功补滤波原理偿, 无功补偿的目标功率因数可以通过操作面板设定内部工作原理通过外部 CT 实时采集电流信号送至调理电路, 然后再送至 FPGA 控制器, 控制器将基波成分分离, 并提取出所有的谐波, 控制器会将采集到的谐波成分和 QHAPF 已发出的补偿电流比较得到差值作为实时内部工作结构补偿信号输出到驱动电路, 触发 IGBT 变换器产生与系统的谐波大小相等相位相反的补偿电流注入电技术特点网, 实现滤除谐波的功能卓越的滤波能力谐波滤除率大于 97% QHAPF 系列有源滤波 : 采用闭环控制策略, 结合独创的自适应电流平均值控制算法, 使装置满载时系统源侧的 THDI<3%,2/3 载时 THDI<3%, 半载时 THDI<4% 2

4 原理与特点控制系统采用了军工级 FPGA 芯片 : 超强运算能力采用美国 Xilinx 公司的军工级 FPGA 进行集中控制时钟频率最高可到 200MHz, 内部有 84 个硬件 DSP 单元,DSP 并行运算, 速率远高于传统的单个 DSP 控制方式, 通信延迟小, 响应速度更快且 FPGA 烧录程序后, 相当于一个硬件电路, 不需调用程序, 不会出现程序跑飞故障, 运行可靠性极高高可靠性并机方式 : 同一个控制器集中控制, 模块之间无环流常见并机方式 QHAPF 并机方式 QHAPF 可以实现 12 台装置并联且只使用一个 FPGA 集中控制, 每个功率模块均流输出, 模块之间无环流, 提高了装置的可靠性三电平结构 : 输出电流平滑, 装置损耗低主电路采用 3H 全桥拓扑三电平结构, 输出电流波形更平滑, 同时使直流母线电压和开关器件的开关频率仅有传统两电平有源滤波器的 1/2, 大大降低了开关器件的损耗 3

4 + 功率模块 5 + 功率模块 6 + 功率模块 7 所有数据均采用光纤通讯 : 抗干扰能力强所有数据均转换为数字信号, 通过光纤传输, 保密性好且能保证同一光缆中不同光纤间光信号的传输质量

5 原理与特点积木扩展式安装结构 : 扩容维护方便积木扩展式结构对设备扩容维护都比较方便当设备中某个模块出现故障时, 系统自动检测故障, 并将故障模块自动切除, 而不影响设备的正常工作模块更换时, 操作简单, 只需将故障模块或损坏模块抽出, 插入新的模块即可功率模块 1 + 功率模块 2 + 功率模块 3 各次谐波电流输出可限幅 : 可与无源滤波器配合滤同一次谐波 + 功率棋块 4 + 功率模块 5 + 功率模块 6 + 功率模块 7 所有数据均采用光纤通讯 : 抗干扰能力强所有数据均转换为数字信号, 通过光纤传输, 保密性好且能保证同一光缆中不同光纤间光信号的传输质量同时光纤具有抗高温和耐腐蚀的性能, 因而可以抵御恶劣的工作环境自适应控制算法 : 适应任何系统阻抗变化控制系统能够根据输入信号自动调整控制参数, 优化补偿性能, 并能适应任何系统阻抗变化, 装置不会与系统发生谐振 4

原理与特点商品质品牌元器件一产品质量的保证原装进口 IGBT 模块德国英飞凌最新的第四代 IGBT 技术

Concept 公司是中大功率 IGBT 驱动器的全球领先制造商, 具有 20 年 IGBT

主控制器芯片 FPGA 美国 Xilinx 美国 Xilinx 的 FPGA 属于军用及航天级别的芯片

大大提高了安全性施耐德 - 富士断路器超强限流特性, 极大降低短路电流作用时间和强度 ; 双层保护结构,

6 原理与特点商品质品牌元器件一产品质量的保证原装进口 IGBT 模块德国英飞凌最新的第四代 IGBT 技术开关损耗和通态损耗大大减小温度周次和功率周次大大提高, 使用寿命更长驱动瑞士 Concept 瑞士 Concept 公司是中大功率 IGBT 驱动器的全球领先制造商, 具有 20 年 IGBT 驱动器研发与生产的成功经验寿命长, 可靠性高开关频率从 DC 到大于 100KHz 占空比从 0 到 100% 主控制器芯片 FPGA 美国 Xilinx 美国 Xilinx 的 FPGA 属于军用及航天级别的芯片直流母线薄膜电容器承受纹波电流大耐压能力强寿命长 ( 设计可达 20 年以上 ) 具有自愈能力的安全膜技术, 大大提高了安全性施耐德 - 富士断路器超强限流特性, 极大降低短路电流作用时间和强度 ; 双层保护结构, 保障维护安全性光纤美国 Avago 美国 Avago 光纤适用于工业控制总线系统的通讯传输, 以及以太网汽车和消费电子等领域, 具有传输带宽高, 抗干扰能力强, 信号稳定等特点 5

7 产品结构 400V/690V-50A 壁挂式有源滤波器 400V/690V-50A 有源滤波器模块 6

8 产品结构 400V/300A-690V/150A 有源滤波器模块 690V 机柜式有源滤波器 7

9 工作频率 50±2.5Hz 瞬时响应时间 <1O0μs 显示与通散热方式智能风冷使用环产品型号与技术参数产品型号 QHRFC - - QH APF - - 企业代号有源滤波器设计序号 A,B,C... 接线方式 :3L- 三相三线, 额定电压 :V 额定容量 :A 安装方式 :H- 壁挂式, 4L- 三相四线 C- 机柜式技术参数单柜额定补偿电流 25A~900A 滤波范围 2~50 次, 工作电压 400V/690V(-20%~+15%) 谐波滤波率 >97% 单次谐波可限幅输入讯显示状态装置与系统电流, 电压, 性状态参数, 波形能有功功率损耗 <3%( 额定 ) 显示界面 5.7 英寸触摸屏全响应时间 <10ms 通讯 RS485, RS232, Modbus 指协议标境相对湿度 <95%, 无凝露过载能力 120% 环境温度 -10 ~+45 并联模块数量 12 台存储温度 -40 ~+60 噪声指标 <65dB 海拔高度 <1000 米 ( 高海拔需定制 ) 开关频率 21.6KHz 8

10 产品规格参数 400V APF 规格参数额定电压 400V(-20%~+15%) 单柜额定电流 25A 50A 75A 100A 150A 200A 250A 300A 350A 并机数量更高容量可以并联使用, 最多可并联 12 个模块, 输出容量 3600A, 且只使用一个控制器接线方式三相三线 ; 三线四线尺寸 mm (W*D*H) 550*252.5* *600* *800* *800* *1000* *800* *1000* *600* *800* *800* *1000* *800* *1000* *800* *800* *1000* *800* *1000*2200 安装方式壁挂机柜机柜防护等级 IP20( 其它防护等级可定制 ) 690V APF 规格参数额定电压 690V(-20%~+15%) 单柜额定电流 25A 50A 75A 100A 150A 300A 450A 并机数量接线方式更高容量可以并联使用, 最多可并联 12 个模块, 输出容量 1800A, 且只使用一个控制器三相三线尺寸 mm (W*D*H) 550*252.5* *800* *1000* *800* *1000*2200 安装方式壁挂机柜机柜防护等级 IP20( 其它防护等级可定制 ) 9

设计参考补偿方式和计算方法 QHAPF 系列有源电力滤波器可以根据负荷配电系统实际情况, 以及需要达到的补偿效果的不同, 灵活选择补偿方式, 达到滤波效果和投资的最优化设计按照有源电力滤波器安装位置的不同, 提供集中补偿和就地补偿两种方式集中补偿方案在一个混合型配电系统中, 当非线性负载数量庞大, 单台非线性负载容量较小时, 使用集中补偿方案新建项目容量计算公式 : I h SK 3U

11 设计参考补偿方式和计算方法 QHAPF 系列有源电力滤波器可以根据负荷配电系统实际情况, 以及需要达到的补偿效果的不同, 灵活选择补偿方式, 达到滤波效果和投资的最优化设计按照有源电力滤波器安装位置的不同, 提供集中补偿和就地补偿两种方式集中补偿方案在一个混合型配电系统中, 当非线性负载数量庞大, 单台非线性负载容量较小时, 使用集中补偿方案新建项目容量计算公式 : I h SK 3U 1 THD 2 i THD i 其中 : S 变压器额定容量 U 变压器二次侧额定电压 Ih 谐波电流 ; THD 总电流畸变率, 取值范围根据不同行业或负载确定 ; K 变压器负荷率就地补偿方案配电系统中非线性负载集中在某一条支路或某一台非线性负载时采用就地补偿方案新建项目容量计算方法 : I h KI N 1 THD 2 i THD i 在改造项目中 : 可以通过电能质量分析仪检测欲补偿点处的电压值电流崎变率各次谐波电流值等数据利用各次谐波电流实测 95% 值, 总补偿谐波容量 I APF 等于各次谐波电流平方和 I 均方根 APF ~ 1.5 I2 I3... In, 或利用测得的基波总电流值 I 1 和总电流畸变率 THD i 来计算, I APF 1.3 ~ 1.5I1 * THDi 10

12 设计参考各行业谐波电流畸变率 THDi 经验数据行业类型谐波源 THD 经验值治理方式医院医疗设备 UPS 变频空调计算机节能灯 25% 集中治理或就地补偿地铁隧道高铁机场节能灯变频风机电梯可控硅调光设备 15% 集中治理通讯机房数据中心银行 UPS 开关电源变频空调节能灯 20% 集中治理智能建筑商业中心节能灯电梯计算机变频空调 20% 集中治理汽车制造点焊机电焊机 30% 集中治理石油化工变频器整流设备 35% 集中治理或就地补偿冶金中频炉电弧炉轧机 40% 集中治理或就地补偿体育馆剧场调光设备节能灯 50% 集中治理此表仅供选型参考, 具体依据容量计算公式计算为准集中补偿容量选择查询表变压器容量 kva 地铁隧道通讯商业建筑汽车制造行业医疗行业高铁机场冶金银行船舶制造化工石油冶金行业谐波电流畸变率 15% 20% 25% 30% 35% 40% A 50A 100A 100A 100A l00a A 100A 100A 100A 150A 150A A 100A 150A 150A 150A 200A A 150A 150A 200A 200A 250A A 150A 200A 200A 250A 300A A 200A 250A 300A 350A 400A A 250A 300A 350A 450A 500A A 300A 400A 450A 550A 600A A 350A 450A 550A 650A 750A A 500A 600A 700A 850A 950A A 600A 750A 900A 1050A 1200A A 750A 900A 1150A 1300A 1500A 注上表 APF 容量是在变压器负荷率为 80% 的情况下得到的在实际项目中根据负荷率的值与此表 80% 负荷率比较, 按比例得出 APF 容量典型负载局部就地补偿查询表变压器容量 kva 行业医疗设备 UPS 中频炉开关电源变频器整流设备充电机 30% 35% 40% 40% 40% 45% 55% A 100A 100A 100A 100A 100A 100A A 100A 150A 150A 150A 150A 150A A 150A 150A 150A 150A 200A 200A A 200A 200A 200A 200A 250A 250A A 200A 250A 250A 250A 250A 300A A 300A 300A 300A 300A 350A 450A A 350A 400A 400A 400A 450A 550A 注以上谐波电流数据是按负载满载工作状态下计算得出 11

13 设计参考设计上图原理接线图说明 : 1.QHAPF 可用于三相三线或三相四线系统中, 根据实际配电系统选型 2.QHAPF 需要安装 3 个 CT, 各装于 A B C 三相上 3.CT 的安装位置 : 若配电系统中出现电容补偿柜, 则 QHAPF 安装在补偿柜后方靠近负载侧,CT 的安装位置要位于补偿柜与 QHAPF 之间 12

14 设计参考设计上图商业建筑 QHAPF 集中补偿设计图纸冶金行业 QHAPF 就地补偿设计图纸 13

应用案例医疗行业医院配电谐波特点 : 医院作为救死扶伤的特殊类型建筑设施, 本身属于一类用电负荷开关电源 UPS

电力谐波会直接导致依赖微处理器技术的设备同步失调和数据错误, 而谐波谐振引起的共模干扰和过电流将直接危害设备内部电子线路的安全, 会导致击穿或放电,

CT X 射线摄像系统脑电图心电图生化实验仪等精密仪器的供电可靠性项目应用 : 北京妇产医院问题描述 : 电流畸变率达到 19%, 主要为

15 应用案例医疗行业医院配电谐波特点 : 医院作为救死扶伤的特殊类型建筑设施, 本身属于一类用电负荷开关电源 UPS 驱动电梯和其他电动设备的变频调速装置空调系统和应急照明系统等产生大量 3,5,7 次谐波电力谐波会直接导致依赖微处理器技术的设备同步失调和数据错误, 而谐波谐振引起的共模干扰和过电流将直接危害设备内部电子线路的安全, 会导致击穿或放电, 给医院电气安全与医院医疗和检验设备的正常工作带来了严重危害, 已成为医院于术环境危害的重要因素谐波治理的用户价值 : 保障核磁共振仪 MRI 螺旋 CT X 射线摄像系统脑电图心电图生化实验仪等精密仪器的供电可靠性项目应用 : 北京妇产医院问题描述 : 电流畸变率达到 19%, 主要为 3,5, 7 次谐波治理措施 : 安装三相四线制 200A 的 QHAPF 系列有源电力滤波器对供电系统母线进行谐波治理治理效果 : 治理后 THDI 从 19% 降到 2%, 中线电流基本消除, 电缆温度大大降低, 无功补偿柜正常投运 14

上海千槐电气有限公司网站 :http://www.qianhuai.com 邮箱 ;qianhuai001@126.com 电话 :021-60455076 13601948165 传真 :021-57428756 地址 : 中国上海市工业综合开发区 SHANGHAI QIANHUAI ELECTRIC CO.

16 上海千槐电气有限公司网站 : 邮箱电话 : 传真 : 地址 : 中国上海市工业综合开发区 SHANGHAI QIANHUAI ELECTRIC CO.,LTD TEL: FAX: ID: EM;qianhuai001@126.com ADD:5926 HANGNAN RODA NAQIAO FENGXIANSHANGHAI 本手册的版权归本公司所有, 并保留所有的权利版本号 :V2.1 QHCT D

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