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變頻器負(fù)載低壓配電系統(tǒng)諧波治理方案-閱讀頁(yè)

2025-03-18 03:27本頁(yè)面
  

【正文】 上,滿足≥ 的考核要求 。 諧波治理 方案 分析 設(shè)計(jì) 諧波治理方式 比較分析: 目前對(duì)用戶配電系統(tǒng)中的諧波治理主要有無(wú)源濾波和有源濾波兩類方式,由于無(wú)源濾波裝置是由濾波電抗器和濾波電容器組成的 LC 濾波回路,諧波流入 LC 回路易于電網(wǎng)發(fā)生諧振,因此無(wú)源濾波裝置設(shè)計(jì)需要綜合考慮功率因數(shù)、諧波含量、特征諧波、電網(wǎng)阻抗等,同時(shí)結(jié)合工程實(shí)際,選擇電抗器和 電容器參數(shù),最后需要通過(guò)仿真驗(yàn)證諧波濾波效果,因此無(wú)源濾波裝置的設(shè)計(jì)是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程,特別是給各設(shè)計(jì)單位提出了較大的困難,由于其均為非標(biāo)設(shè)備和非標(biāo)安裝,同一項(xiàng)目各家設(shè)計(jì)方案不同,從而導(dǎo)致投入和濾波效果產(chǎn)生比較大的差異。有源濾波裝置動(dòng)態(tài)跟蹤電網(wǎng)中不斷變化的諧波,實(shí)時(shí)發(fā) 出相反的諧波,由于其只針對(duì)諧波,因此解決了無(wú)源濾波裝置易與電網(wǎng)發(fā)生諧振的問(wèn)題,同時(shí)不需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的電網(wǎng)阻抗計(jì)算,只需估算諧波量,大大減少了設(shè)計(jì)工作量,因有源濾波裝置為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,可保證設(shè)計(jì)方案統(tǒng)一性。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),使方案統(tǒng)一。 3)從 治理效果分析:有源濾波裝置專門檢測(cè)諧波,治理諧波,而且可以同時(shí)針對(duì)多次諧波同時(shí)濾波,理論濾波率大于 90%,而無(wú)源濾波裝置由于必須考慮電網(wǎng)諧振, LC 回路一般必須偏離諧振點(diǎn),導(dǎo)致理論濾波率小于 70%。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講,有源濾波裝置具有更高的性價(jià)比。 6)從節(jié)能角度分析:有源濾波裝置由于容量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無(wú)源濾波裝置,因此損耗小于無(wú)源濾波裝置,采用有源濾波裝置更加節(jié)能。而無(wú)論是變壓器 400V 母線還是各個(gè)變頻器負(fù)載支 路上的功率因數(shù)都能達(dá)到 以上,因此現(xiàn)有的無(wú)功補(bǔ)償裝置可以不用投入系統(tǒng),治理諧波的重點(diǎn)集中于消除對(duì)大功率變頻器的危害,而整個(gè)配電系統(tǒng)內(nèi)諧波源負(fù)載變頻器數(shù)量多分布廣,設(shè)備與設(shè)備之間也會(huì)形成諧波疊加和干擾,因此采用有源濾波方式來(lái)實(shí)行精確諧波治理,可以更好地解決對(duì)變頻器負(fù)載的諧波危害。 此方法的優(yōu)勢(shì):治理消減變壓器低壓母線整個(gè)諧波,對(duì)變壓器的運(yùn)行損耗和 96 臺(tái)變頻器負(fù)載實(shí)行全部防護(hù),可以確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,免受諧波的危害和干擾。 此方法的優(yōu)勢(shì):針對(duì)性直接治理大功率變頻器產(chǎn)生諧波引起的危害,投入費(fèi)用比較低 。 5 有源電力濾波器介紹 有源電力濾波器的基本原理 圖 6 并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 通用的并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng) 構(gòu)成原理圖如圖 6 所示。指令電流運(yùn)算電路的核心是檢測(cè)出補(bǔ)償對(duì)象中的諧波和無(wú)功分量,因此有時(shí)也稱之為諧波和無(wú)功電流檢測(cè)電路。有源電力濾波器的主電路目前均采用 PWM 變流器電路,在產(chǎn)生補(bǔ)償電流時(shí),主要作為逆變器工作,在電網(wǎng)向有源電力濾波器直流側(cè)貯能元件充電時(shí),則作為整流器工作。 有源電力濾波器的基本工作方式是檢測(cè)補(bǔ)償對(duì)象的電壓與電流,經(jīng)指令電流運(yùn)算電路計(jì)算得出補(bǔ)償電流的指令信號(hào),該信號(hào)經(jīng)補(bǔ)償電流發(fā)生電路放大,得出補(bǔ)償電流。當(dāng)只補(bǔ)償負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流時(shí),可使補(bǔ)償電流與負(fù)載電流的諧波分量大小相等、極性相反,兩者相抵,使得電源電流等于負(fù)載電流的基波分量,成為正弦波。 如果要求有源電力濾波器在補(bǔ)償諧波的同時(shí),補(bǔ)償負(fù)載的無(wú)功功率,則只要在補(bǔ)償電流的指令信號(hào)中增加與負(fù)載電流的基波無(wú)功分量反極性的成分即可。 電氣設(shè)計(jì) 我公司 APF 設(shè)備,其主回路關(guān)鍵電器件,均采購(gòu)自國(guó)際知名廠商,最大限度保證了產(chǎn)品的可靠、穩(wěn)定。 表 8 APF 設(shè)備關(guān)鍵 器件 序號(hào) 型 號(hào) 名稱 廠商 1 SEMiX604GB12T4S IGBT 賽米控 2 SKYPER 32PRO R IGBT 驅(qū)動(dòng)板 賽米控 3 NSX160N3160 塑殼斷路器 施耐德 4 LC1D11500M7C 三相交流接觸器 施耐德 5 LC1D0900M7C 三相交流接觸器 施耐德 6 C65N1PC6A 微型斷路器 施耐德 7 CRM024DC4L 繼電器 ABB 8 LT208S7/SP1 電流傳感器 LEM 9 3214JH3 / QFR0924UHE 風(fēng)機(jī) EBM/臺(tái)達(dá) 10 吸收電容 EACO 控制系統(tǒng) APF 控制板由本公司自主開(kāi)發(fā),選用德州半導(dǎo)體生產(chǎn)的 TMS320F28335 32 位浮點(diǎn)型 DSP 作為核心處理器,實(shí)現(xiàn)對(duì)整套系統(tǒng)的控制。 ? 數(shù)字控制器采用美國(guó)德州儀器 TI 公司生產(chǎn)的 TMS320F 系列數(shù)字信號(hào)處理器, 電力電子及電機(jī)控制專業(yè) DSP 數(shù)字芯片, TMS320F 系列 DSP 芯片具有 150MHz 的高速處理能力,具備 32 位浮點(diǎn)處理單元, 6 個(gè) DMA 通道支持 ADC、 McBSP 和 EMIF,有多達(dá) 18 路的 PWM 輸出,其中有 6路為 TI 特有的更高精度的 PWM 輸出 (HRPWM)。 ? TMS320F 系列 DSP 的高精度,快速 運(yùn)算能力,保證控制輸出脈沖 20ms 內(nèi)不變化,脈沖的分辨率和脈沖對(duì)稱度高,避免了由于脈沖不對(duì)稱造成輸出電流不平衡。 ? 封鎖脈沖功能。 ? 停機(jī)時(shí)設(shè)置給定自動(dòng)回零。 簡(jiǎn)單易操作的人機(jī)交互系統(tǒng) 控制與監(jiān)控系統(tǒng),我公司在昆侖通態(tài) TPC7062KD 7 寸全彩觸摸屏的基礎(chǔ)上自主開(kāi)發(fā)。 2) 系統(tǒng)故障監(jiān)控:過(guò)壓、過(guò)流、欠壓等故障報(bào)警,其他(根據(jù)還可以按客戶需求進(jìn)行定制); 3) 系統(tǒng)操作:設(shè) 備啟動(dòng)、設(shè)備停止、設(shè)備復(fù)位、自動(dòng)補(bǔ)償模式、手動(dòng)補(bǔ)償模式、設(shè)備 組態(tài)等。具有根據(jù)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)定制性和針對(duì)性設(shè)計(jì)的有源電力濾波器的能力。 3) 采用外擴(kuò)的 16 位高精度 AD 采用芯片,采用速度快,精度高。補(bǔ)償效果好,并可以避免系統(tǒng)諧振,可靠性高。 治理效果 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試情況及數(shù)據(jù)的分析,本公司具有指定次補(bǔ)償功能的有源電力濾波器可以有效的對(duì) 變壓器二次側(cè) 的諧波治理。如果電壓恢復(fù),可以自動(dòng)恢復(fù)啟動(dòng)。 當(dāng) 直流側(cè)發(fā)生短路時(shí),系統(tǒng)封波停機(jī)。發(fā)生低倍過(guò)流時(shí)延時(shí)向主控板發(fā)出預(yù)告信號(hào)。 ㈢ 冷卻系統(tǒng)故障保護(hù) 每個(gè)功率單元都有大功率風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)冷散熱 如果功率單元過(guò)熱:發(fā)報(bào)警信號(hào),停機(jī)。 可靠的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)備控制系統(tǒng): 核心控制器采取 TI 最新推出的專門用于電機(jī)控制的 TMS320F28335DSP 芯片,此芯片主頻可達(dá) 150MHz,且自帶浮 點(diǎn)庫(kù),可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的直接浮點(diǎn)運(yùn)算。此控制器外帶標(biāo)準(zhǔn)RS485 及 CAN 通訊接口,可以與客戶機(jī)進(jìn)行通訊,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及本地雙控制。且對(duì)于設(shè)備中局部過(guò)熱點(diǎn),例如電抗器等,也增加了散熱風(fēng)機(jī),以減低設(shè)備溫升,保證整機(jī)設(shè)備的可靠運(yùn)行。 成功的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用案例 目前本公司的有源電力濾波器已經(jīng)在新疆某能源股份有限公司高頻硅芯爐諧波治理(新疆現(xiàn)場(chǎng)諧波治理效果分析見(jiàn)附錄 2),南通某罐式儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備制造有限公司中頻爐諧波治理,江蘇某新能源股份有限公司開(kāi)關(guān)電源諧波治理 、內(nèi)蒙某氧化礦變頻器群諧波治理等 不同的負(fù)載工況下成功應(yīng)用,對(duì)于貴公司的 加熱 電源的諧波治理有一定的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。 ? 地震基本烈度:地震烈度不大于里氏 8 度; ? 環(huán)境污染等級(jí): IV 級(jí); ? 安裝地點(diǎn):戶內(nèi)。 10% ? 額定頻率 (Hz): 50177。試驗(yàn)內(nèi)容包括但不限于以下內(nèi)容: 對(duì)所有外協(xié)器件產(chǎn)品進(jìn)行入廠試驗(yàn)檢查; ? 絕緣試驗(yàn); ? 保護(hù)電路動(dòng)作試驗(yàn) ? 耐壓試驗(yàn); ? 冷卻系統(tǒng)試驗(yàn); ? 對(duì)整個(gè)控制和所有相互作用進(jìn)行功能試驗(yàn)(現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)); ? 在全電壓和小電流負(fù)荷方式下進(jìn)行試驗(yàn); 9 質(zhì)量責(zé)任承諾 質(zhì)量保證 為了保證項(xiàng)目實(shí)施后的設(shè)備質(zhì)量和性能達(dá)到用戶要求,賣方需在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程中采取一系列質(zhì)量保證措施 。 ? 針對(duì)此項(xiàng)目,制定特定的生產(chǎn)、檢驗(yàn)要求。 ? 加強(qiáng)質(zhì)量管理工作,保證出廠產(chǎn)品達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或合同規(guī)定的技術(shù)條件。 ? 保證按合同要求交貨,對(duì)需要技術(shù)服務(wù)的派專業(yè)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)、安裝、調(diào)試工作,使產(chǎn)品正常運(yùn)行。 ? 對(duì)賣方提供的技術(shù)資料,買方有權(quán)提出局部整改意見(jiàn),并維持合同價(jià)不變。 ? 若在 產(chǎn)品 使用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,賣方接到用戶通知時(shí),將在 1 小時(shí)內(nèi)作出回應(yīng);若需要到現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題,專業(yè)技術(shù)服務(wù)人員將在 24 小時(shí)內(nèi)趕到 ? 整個(gè) 電氣系統(tǒng) 質(zhì)量保證期為滿負(fù)荷運(yùn)行驗(yàn)收合格,雙方簽字轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)后 12 個(gè)月。 ? 設(shè)備 投入 運(yùn)行后達(dá)不到賣方提供的相關(guān)技術(shù)參數(shù),由賣方承擔(dān)責(zé)任并賠償買方經(jīng)濟(jì)損失。
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