The power behind competitiveness 竞争源动力 台达 PQC 系列有源电力滤波器 (APF) 新一代模块化精密滤波技术 www.deltagreentech.com.cn
全球的 Delta 作为全球电力电子产业的领导者,Delta 在电源相关整体解决方案 电能质量产品 可再生能源相关产品 视讯显示器 工业自动化等多项领域居世界级领导地位 在交换式电源产品和风扇产品的全球市场上,Delta 的市场占有率更是世界第一 Delta 的营运 生产 研发中心遍布欧洲 美洲 亚洲, 全球员工数逾 6 万人 2011 年,Delta 的营业收入超过 66 亿美元 自 1971 年创立至今, 年均复合成长率超过 35.3% 了解客户需求 提供超过客户期许的解决方案以使客户满意是 Delta 企业文化的核心 品质的 Delta 产品 Delta 品质的最佳证明 秉持 一次就把事情做对 的理念,Delta 在产品从开发到制造的各个阶段都坚持最严格的品质控管, 以确保客户完全满意 正是最高的质量标准, 使 Delta 成为世界一流企业的首选供货商 富士通西门子英特尔 Rockwell Microsoft Sony 西门子 Cisco HP 三星 IBM 富士通 GE Dell 优选供应商奖 (2008) 最佳品质供应商奖 (2007) 总裁奖 (2007) 杰出核心供应商奖 (2006) 卓越品质肯定奖 (2005) 年度最佳供应商奖 (2005) 年度供应商成就奖 (2004) 最佳供应商奖 (2004) 优异合作及贡献奖 (2003) 杰出供应商及企业伙伴奖 (2002) 杰出贡献奖 (2001) 杰出供应商奖 (2000) 白金级供应商奖 (1999) 制造的 Delta Delta 位于吴江的工厂, 地处东连上海 西临太湖 北接苏州市区 南通杭州的长江三角洲中心, 占地逾千亩, 是中国最大的电能质量及电子产品生产基地 1
绿色的 Delta 在 CNBC 欧洲商业杂志 全球百大低碳企业 评选中,Delta 绿榜题名 Delta 连续四年荣获 远见杂志 企业社会责任首奖及荣誉奖 Delta 连续三年荣获 天下杂志 企业公民奖 以 环保节能爱地球 为经营使命,Delta 极强的社会责任感, 亦展示出其在绿色 IT 上将先进技术付诸实践的自信 Delta 的电源效率只要提升 1%, 世界就能少盖几座电厂,Delta 董事长曾经这样说 技术的 Delta 全球研发 500 强 每年将营业收入的 5% 投入于研发的 Delta, 曾经在英国工贸部的一个世界排名中位列第 431 位 IEEE 期刊每年选出三篇最佳论文颁奖, 以表彰其对电力电子学术领域的杰出贡献 2009 年 9 月,Delta 的 <Performance Evaluation of Bridgeless PFC Boost Rectifiers> 从 313 篇论文中脱颖而出, 获 IEEE 颁发的最佳论文奖 图为 IEEE 电力电子协会主席 Prof. Deepak Divan ( 右 ) 颁发最佳论文奖,Delta 美国研发中心负责人 Milan M. Jovanovi 出席颁奖 2
电能质量及电网谐波 电能质量问题综述 随着现代化的用电设备应用越来越多, 在给人们带来高效工作和便利生活的同时, 也带来电网的谐波污染问题 整流负载在当今各领域所占的比例已相当高, 并以超过电网建设的速度继续快速增加, 用户端电能质量问题除了供电电压幅度 频率 ( 很大程度由发电厂控制 ) 外, 由于用电设备整流导致的电流或电压波形畸变 无功波动 三相不平衡等也成为了威胁用电可靠性以及电能利用率的重要因素 因此, 为了适应当今新的用电设备特性和新的电能质量问题, 需要对用户电网环境中的谐波 无功 三相不平衡以及衍生出的多种电能质量问题和现象进行有针对性的治理 谐波限值国家相关标准 对于用户设备及公用配电网来说, 电能质量相关指标就像环境指标 ( 温度 海拔等 ) 一样, 直接影响到设备发挥其效能, 使用寿命及效率, 甚至直接损坏用电设备, 导致用电网瘫痪等更严重的后果! 因此用户配电系统的电能质量治理目的主要是为了提升用户设备的电能质量环境, 提高用电设备的可靠性 寿命 用电效率, 最大限度发挥设备的性能! 公用电网标准根据 电能质量公用电网谐波 (GB/T 14549-1993) 对相电压要求 : 公用电网标称电压 (kv) 电压总谐波畸变率 % 各次谐波电压含有率 % 奇数 偶数 0.38 5.0 4.0 2.0 注入公共连接点的谐波电流允许值如下 : 标准电压 kv 基准短路容量 MVA 谐波次数及谐波电流允许值 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0.38 10 78 62 39 62 26 44 19 21 16 28 13 24 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 0.38 10 11 12 9.7 18 8.6 16 7.8 8.9 7.1 14 6.5 12 行业标准国家也相应在建筑行业推行 JGJ16-2008 民用电气设计规范, 对谐波的治理在一些重要的场合, 例如大型医院 政府机关 银行等主要干线上设置谐波保护装置 国家也在通信行业推行 YDT2323-2011 通信用低压并联型有源电力滤波 行业标准, 中国移动通信局房供电系统谐波治理指导意见 : 通信机房中如果存在谐波污染, 应当对变压器输出端 UPS 输入端 开关电源输入端进行谐波治理 中国电信节能技术与应用蓝皮书 第 07 号低压配电系统谐波治理 : 优先考虑一些开关电源 大型 UPS 较多, 容量较大的局站 ( 如 IDC 中心, 电信大厦 ) 等 3
台达有源电力滤波器 (APF) 产品简介 台达 PQC 系列有源电力滤波器采用新一代高性能模块化有源滤波方案, 凭借台达电子集团的全球研发及国内规模化生产, 提供高可靠电能质量产品, 并在通讯 能源 制造 市政 交通等主要行业得到了广泛应用 LCM 系统控制器 模块分断开关 滤波器模块 台达 PQC 系列有源电力滤波器系统结构组成 产品组成 台达 PQC 系列有源电力滤波器系统由一个或多个可独立工作的滤波器模块组成, 并可选配一个 LCM 系统控制器, 滤波模块及 LCM 控制器可根据用户要求嵌入到第三方机柜或厂家提供的标准滤波机柜内 在厂家提供的标准机柜中, 与 CT 系统 C 级防雷和辅助开关灯装置一起安装在机柜中, 滤波器系统可根据客户要求配置容量, 并支持现场容量的进一步扩展, 所有滤波器模块的扩展都是通过简单拔插实现的 每个滤波器模块均可通过数字信号处理器 (DSP) 的控制同时滤除多种选定的谐波 并可进行无功功率补偿和相不平衡补偿 4
台达有源电力滤波器 (APF) 工作原理 PQC 系列有源电力滤波器并联在电网侧和谐波源负载之间, 能对谐波源产生的动态变化的电流谐波进行迅速的跟踪补偿 其原理为 : PQC 系列有源电力滤波器通过 CT 采集电流谐波, 经 DSP 快速计算, 对网侧谐波进行傅立叶分解, 确定各次的谐波分量情况, 以最快速度发出电流命令, 并通过功率执行器件产生与谐波源谐波电流方向相反幅值相等的补偿谐波电流, 并注入系统, 达到抵消非线性负荷所产生的谐波电流 因此,PQC 系列有源电力滤波器的作用不但可隔离和消除来自负载侧的谐波电流, 进而消除因谐波电流耦合在线路上的谐波电压, 减少电流和电压谐波干扰带来的危害 此外, 系统还可针对无功和三相不平衡发出相应的工频电流, 与系统中存在的无功电流和不平衡电流进行叠加, 消除系统的无功和不平衡电流, 达到综合电能质量治理的目的 交流电源 非线性负载 治理后波形 负载谐波电流 反向谐波电流注入 有源电力滤波器 5
治理效果 采用台达 PQC 系列有源电力滤波器可有效治理现场电流谐波及因电流谐波产生的电压畸变, 确保治理后 THDu( 总电压谐波含量 ) 低于 3%,THDi ( 总电流谐波含量 ) 低于 5%; 同时可保证功率因数的有效提升, 确保治理后 PF>0.95; 使用台达 PQC 系列有源电力滤波器可显著降低电网的附加能耗, 确保供电系统的可靠性和连续性, 降低谐振等电能质量问题造成的停电等风险损失 以下是 PQC 有源电力滤波器在通信行业 IDC 机房的应用效果 : 可以看到使用前后电流波形 电流值与谐波含量的对比 (Fluke435 仪器原始记录 ) 1 波形与电流值 治理前波形与电流值 治理后波形与电流值 可以看出经过治理后, 电流波形校正为正弦波, 电流值明显减小 2 谐波含量 治理前谐波含量 治理后谐波含量 6
台达有源电力滤波器 (APF) 系统选型 台达 PQC 系列有源电力滤波器可适合多种应用场合, 无论是工业现场 配电房 或机房现场都可提供最适合的安装方案 可根据不同工况及环境要求, 提供第三方机柜嵌入式安装或标准机柜安装, 并可根据当前和后续的容量要求灵活配置和现场扩容 无论是在系统设计环节 现场安装环节还是用户现场 的维修维护环节,PQC 系列有源电力滤波器都给用户提供了最大的灵活度, 使用起来简单方便 >> 系统命名规则 PQCA- - - 接线方式 :3 三相三线,4 三相四线 结构型式 :C 代表机柜式 (Cabinet),D 代表抽屉式 (Drawer) 系统容量 :40 代表 40A,75 代表 75A 525 代表 525A 单体容量 :40 代表 40A, 75 代表 75A 额定电压 :380 380V,660-660V 产品类别 :A 代表有源电力滤波器 (Active Power Filter) PQC 代表电能质量补偿器 Power Quality Compensation 的缩写 >> 机柜式系统简介 : 机柜式系统采用精密式模块化设计, 根据现场所需补偿容量进行模块叠加随需扩容, 一级补偿能 力为 75A 或 40A 可选, 单柜叠加最大补偿容量 525A, 可并柜进一步扩展容量, 配置的灵活, 体积 的小巧以及安装的便捷都为用户在前期设计及后期使用维护过程中提供方便 7
>> 抽屉式系统简介 : 抽屉式系统针对模块进行独立控制设计, 采用先进的 3 电平架构, 由数字信号处理 DSP 和大型可编程控制器, 大功率电力电子器件构成, 配置完善的系统保护功能, 辅以散热风机和通讯接口, 可嵌入 PDU 机柜等第三方机柜内独立使用 >> PQC 系列有源电力滤波器系统结构参数 : 型号容量安装方式接线方式尺寸 (W D H) 重量 PQCA-380-40-40D3(4) 40A 抽屉式三相三线 / 四线 513 602.5 180mm 41Kg PQCA-380-75-75D3(4) 75A 抽屉式三相三线 / 四线 513 602.5 180mm 51Kg PQCA-380-40-40C3(4) 40A 机柜式三相三线 / 四线 600 800 2000mm 237Kg PQCA-380-75-75C3(4) 75A 机柜式三相三线 / 四线 600 800 2000mm 247Kg PQCA-380-75-150C3(4) 150A 机柜式三相三线 / 四线 600 800 2000mm 289Kg PQCA-380-75-225C3(4) 225A 机柜式三相三线 / 四线 600 800 2000mm 331Kg PQCA-380-75-300C3(4) 300A 机柜式三相三线 / 四线 600 800 2000mm 373Kg PQCA-380-75-375C3(4) 375A 机柜式三相三线 / 四线 600 800 2000mm 415Kg PQCA-380-75-450C3(4) 450A 机柜式三相三线 / 四线 600 800 2000mm 457Kg PQCA-380-75-525C3(4) 525A 机柜式三相三线 / 四线 600 800 2000mm 499Kg 注 :APF 产品可根据现场电压等级灵活进行匹配, 广泛适用于各种低压配电制式, 表中的尺寸和重量或有变化, 以最新设计确认为准 8
台达有源电力滤波器 (APF) 四大突出性能 1 极强的环境适应能力 有源电力滤波器应用场合非常广泛, 所以对设备的自身环境适应能力提出了更高的要求 柴油发电机兼容及保护功能很多对可靠性和连续供电要求高的行业, 例如通信 医院 银行 政府设施 精密制造 商场 宾馆等, 会配置柴油发电机后备电源系统 ; 此外, 对于一些流动工作或难以架设输电线路的场合, 也会使用柴油发电机作为自备发电系统 ; 针对上述的两类场合, 当柴油机供电时输出电压和频率特性相较市电供电更加波动, 很多设备尤其是电容补偿或滤波设备会受到影响, 在最需要滤波和补偿的时候退出系统, 导致柴油机必须提高容量配置, 适应本不应有的无功和谐波电流 而采用新一代电气结构的 PQC 系列有源电力滤波器系统, 凭借更宽的输入电压和频率范围以及更高的开关频率特性和响应速度, 可在柴油机供电环境下稳定工作 9
对极端电气环境的适应力 ( 电压畸变 电压闪变 雷击 ) 滤波器系统本身就是治理电能质量问题的, 因此经常应用在谐波含量大或无功波动严重的场合, 有些工业场合如 : 电解电镀 轧钢等, 现场的电压畸变率高达 20% 以上 (THDU>20%), 因无功波动造成的电压闪变和波动也很严重 有些现场处于平原旷野等高雷暴日区域, 受到雷击感应等影响较多 因此, 若想治理这些环境下的电能质量问题, 首先要能够正常工作和适应这些环境 PQC 系列有源电力滤波器具有高 THDU 的耐受能力, 可在 THDU 高达 35% 的场合开机并稳定工作, 输入电压范围也适合大幅度波动的工业现场 ; 此外, 系统内部标准配置有 C 级防雷装置, 保证在雷电活跃区能够与现场的 B 级防雷系统配合使用, 有效保护设备 PQC 系列有源滤波器系统是可以真正用于恶劣工业现场的滤波设备 对极端和复杂物理环境的适应力 ( 温度 震动 腐蚀 ) 在中国很多工业现场环境温度往往长时间超过 40 摄氏度, 很多电气设备不得不降容使用或面临寿命缩短和意外损坏 ; 在港口 海洋钻井平台 电镀等场合, 现场盐雾和腐蚀性气体浓度大, 不仅会腐蚀元器件的引线 印刷电路板等, 而且还会加速塑料器件的老化, 降低绝缘性能 ; 在海洋钻井和港机等环境下, 设备要耐受长时间的震动和摇摆 PQC 系列有源电力滤波器系统可在 50 摄氏度的环温下正常工作, 并标准配置防腐涂胶等措施, 更加通过船级社认证和 9 级抗震测试, 具有对温度 震动和腐蚀性的超强耐受能力, 轻松应对特殊环境的挑战 10
台达有源电力滤波器 (APF) 四大突出性能 2 简单灵活的应用 灵活的模块化结构 ( 体积小巧, 支持模块级嵌入安装, 全正面操作支持简单拔插更换和扩展模块 ) 无论是在设计阶段还是安装调试乃至使用和维修维护阶段,PQC 系列有源滤波器都是一款让设计者和使用者感觉非常简单易用的系统 在设计阶段, 模块化的配置方式和小巧的体积让设计者有更多的选择, 并可最大程度的节省用户空间, 无论是灵活的嵌入到第三方机柜内或是采用厂家提供的标准机柜, 都可实现弹性的容量配置, 支持后续现场容量扩展 现场安装和维修维护更是简单拔插即可, 全正面操作加上周到的防呆设计, 让通常是非常复杂的滤波器更换和维修变得非常简单和安全 此外, 风扇是系统中最易损坏的部件, 因此模块风扇全部采用简单的面板拆卸拔插更换方式, 进一步方便现场的维护 11
3 超强滤波能力 采用三电平拓扑结构及 60KHz 的开关频率 ( 滤波宽度和深度保证, 损耗小,100% 通过 EMC) PQC 系列有源电力滤波器采用三电平电气拓扑结构, 并依托台达电子的多项专利技术和多年的电磁设计经验, 开关频率拓展到高达 60KHz 的业内顶尖水准 滤波器的输出电流响应速度快, 滤波损耗小, 且对负载的影响小适应能力更强 ;PQC 系列有源电力滤波器采用三 DSP 控制器, 可做到对 2~51 次的谐波进行响应, 单次治理率高达 98%, 并对其中大部分的谐波具有 100% 的电流输出能力, 确保各种谐波类型和负载场合的滤波效果 4 高可靠性保证 采用多 IGBT 并联冗余技术, 及智能风冷控制, 确保功率部分的高可靠性 全球采购确保关键部件均采用国际名牌器件 模块化生产工艺简单, 可确保产品一致性好 12
台达有源电力滤波器 (APF) 产品特点 一机多能 : 一台滤波器可同时治理谐波 无功和三相不平衡 谐波治理效果好 : 系统谐波有效滤除率高达 97% 无功补偿效果好 : 可实现快速 (ms 级响应 ) 精确 (-0.99<PF<0.99) 双向 ( 容性和感性双向补偿 ) 治理 三相不平衡补偿效果好 : 可针对有功和无功不平衡进行校正, 且可滤除零线电流 ( 只针对三相四线系列 ) 输入电压及频率范围宽, 适合柴油机供电和恶劣供电现场 功率损耗低 ( 小于设备额定功率的 3%), 实际效率 >97% 稳定性好 : 对电网系统呈无穷大阻抗, 不影响电网系统阻抗 ; 且输出波形精确无瑕疵, 不会影响其他设备 应用简单灵活 : 模块化结构, 可方便的嵌入到其他机柜内配合 PDU 使用 维护及扩容方便 : 支持模块化简单拔插更换和扩容, 防呆设计确保无需专业人员现场维护 容量覆盖广 : 从 40A~500A 单柜容量, 最多可 10 台 APF 并柜安装 全工况应用能力 : 可在 50 摄氏度高温环境下正常运行, 并可在盐雾腐蚀性场合应用, 抗震 9 级, 且可与柴油机发电系统兼容并列运行 友好中英文操作界面 : 事件记录, 自动故障报警, 有 EEPROM 故障记录及参数设置功能 完善的功能设置 : 自动自检启动, 软启动时间可设定,EPO 紧急关机功能 13
性能指标 额定电压 AC380V + /-20%; AC480V + /-20%; AC660V + /-20% 电气接线 输入频率范围 三相三线 / 三相四线 50Hz(60Hz)+/-10%; 滤波范围 2 ~ 51 次谐波 ( 可选择性滤波, 各次谐波补偿可分别设定 ) 滤波程度 全频段治理, 选定的每次谐波可进行幅值补偿设定 滤波器整机治理效果 单次治理率 98%, 确保系统治理后 THDi<5%,THDu<3% 电气性能 无功补偿效果 具备谐波补偿 无功补偿及不平衡补偿等多种功能, 用户可自行设定 开始响应时间 <0.1ms 全响应时间 <10ms 系统有功损耗 2.5% 输出电流限制 自动限定在额定容量限定内 100% 输出 可并联台数 系统间也可实现不同容量或同容量并联, 并联数量 <10 台 MTBF >13 万小时 开关频率 60KHz 控制特性 控制器 通信方式 三 DSP 控制 采用 Modbus 远程通讯协议, 通信接口 RS485/232 和 CAN 总线 控制连接 光纤或电气连接 重量 最大容量系统小于 500kg 防护等级 IP21 或者按照用户要求定制 结构特性 冷却方式 智能风冷 噪音 <60dB @ 1m 安装方式 落地机柜式或模块嵌入式安装 ; 标准机柜电缆进线方式上 / 下出线可选 环境温度 -10~50 环境要求 相对湿度 雷害等级 最大 95%, 无凝露 中等雷区 安装海拔高度 1000m 额定容量, 大于 1000m 适当降容使用 14
绵密网络专业服务 中达电通已建立了 41 个分支机构及服务网点, 并塑建训练有素的专业团队, 提供客户最满意的服务, 公司 技术人员能在 2 小时内回应您的问题, 并在 48 小时内提供所需服务 沈阳电话 :(024)2334-1612 传真 :(024)2334-1163 济南电话 :(0531)8690-7277 传真 :(0531)8690-7099 杭州电话 :(0571)8882-0610 传真 :(0571)8882-0603 重庆电话 :(023)8806-0306 传真 :(023)8806-0776 乌鲁木齐电话 :(0991)6118-160 传真 :(0991)6118-289 哈尔滨电话 :(0451)5366-0643 传真 :(0451)5366-0248 太原电话 :(0351)4039-475 传真 :(0351)4039-047 合肥电话 :(0551)2816-777 传真 :(0551)2816-555 昆明电话 :(0871)3128-179 传真 :(0871)3121-906 兰州电话 :(0931)8732-800 传真 :(0931)8732-808 长春电话 :(0431)8892-5060 传真 :(0431)8892-5065 郑州电话 :(0371)6384-2772 传真 :(0371)6384-2656 武汉电话 :(027)8544-8265 传真 :(027)8544-9500 广州电话 :(020)3879-2175 传真 :(020)3879-2178 西安电话 :(029)8836-0640 传真 :(029)88360640-8000 呼和浩特电话 :(0471)6297-808 传真 :(0471)6297-828 石家庄电话 :(0311)8666-7338 传真 :(0311)8666-7335 南昌电话 :(0791)6255-010 传真 :(0791)6255-102 厦门电话 :(0592)5313-601 传真 :(0592)5313-628 贵阳电话 :(0851)6901-374 传真 :(0851)6901374-8012 北京电话 :(010)8225-3225 传真 :(010)8225-2308 上海电话 :(021)6301-2827 传真 :(021)6301-2307 成都电话 :(028)8434-2075 传真 :(028)8434-2073 南宁电话 :(0771)5879-599 传真 :(0771)2621-502 福州电话 :(0591)8755-1305 传真 :(0591)8752-0150 天津电话 :(022)2301-5082 传真 :(022)2335-5006 南京电话 :(025)8334-6585 传真 :(025)8334-6554 长沙电话 :(0731)8827-7881 传真 :(0731)8827-7882 贵阳电话 :(0851)6901-374 传真 :(0851)6901-374 转 8012 中达电通股份有限公司 台达集团地址 : 上海市浦东新区民夏路 238 号邮编 :201209 电话 :(021)5863-5678 传真 :(021)5863-0003 网址 :http://www.deltagreentech.com.cn 中达电通公司版权所有如有改动, 恕不另行通知型录编码 :ITI03D201210