就地无功补偿滤波装置

板载式ANAPF有源滤波器

1、产品介绍

  ANAPF板载式有源滤波装置是我公司研发的电能补偿装置的一种，采用现代电力电子技术，基于高速全数字控制方式的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理**设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。与传统无源滤波器（相当于给谐波电流提供了接近于0的低阻抗通道，以免谐波电流注入系统）相对比，有源滤波装置通过IGBT逆变模块实现了各次谐波的动态滤除。

1.1 ANAPF板载式有源滤波装置工作原理

    ANAPF板载式有源滤波装置可以通过外部电流互感器，实时检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取并计算出负载电流的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中抵消对应谐波电流，达到滤波目的。工作原理图及补偿示意如图1所示。 

图1 ANAPF工作原理及对应波形示意

1.2 ANAPF板载式有源滤波装置结构介绍及优势分析

    ANAPF板载式有源滤波装置相较于公司前期的立柜式产品来说，体积更小、重量更轻、方便安装、更美观，这对产品的结构安排和内部集成度有了更高的要求。我司生产的ANAPF有源滤波装置分为两种安装方式 ，其主要参数如下：

壁挂式板载模块外观如图2所示：

外形尺寸485×275×610 （宽*深*高）

额定电流：50A（可按照需求适当提高）

额定电压:AC380V

接线方式:三相三线或三相四线

进线方式：上进上出

额定频率：50Hz

模块壳体颜色：RAL7035

防护等级：IP20

质量：50KG   

图2 壁挂板载式外观示意

抽屉式板载模块外观如图3所示：

外形尺寸485×610×275 （宽*深*高）

额定电流：50A（可按照需求适当提高）

额定电压:AC380V

接线方式:三相三线或三相四线

进线方式：后进后出

额定频率：50Hz

模块壳体颜色：RAL9004

防护等级：IP20

质量：50KG 

图3 抽屉板载式外观示意

其中壁挂式结构适用于负荷容量较小或场地紧凑的场合，一般推荐为单台独立运行时使用；抽屉式结构多采用多模块并联安装在抽屉柜体中的安装方式，可根据实际补偿容量需求增减柜体内模块数量，适用于大负荷容量的场合。目前我司常规产品大为6个模块组合，并且正在向更多模块数，更大容量化方面研究与发展。其抽屉柜安装效果图如图4所示。

    该方式相对于传统整柜式有以下几项优点：

    （1）每个模块容量为50A（可在适当范围内浮动），相同的柜体格局下有更多容量选择，并可根据客户实际需求增加模块数量至6个以上（需加宽柜体尺寸，效果可参照图5）；

    （2）可根据负载使用变化随时增、减APF设备的容量（加、减模块数量即可，并对人机界面作相应参数设置）；

    （3）每个模块单独安装散热单元，并可在柜体上加装散热风扇，散热效果良好，故障率低；

    （4）多个模块之间虽有通讯连接，但各台的故障并不会相互影响其它模块继续工作（补偿容量会相应减小）；

    （5）后期维护方便，可实现故障模块单独维修、更换；维护期间ANAPF有源滤波装置可持续工作。

    （6）结构精巧，设计灵活，可作为零部件（模块）单独购买，嵌入三方柜体；柜型外观、尺寸的改变基本不影响内部安装和整体使用效果。

    （7）生产周期短，即使是非常规要求产品亦能保证及时投入使用，确保客户经济利益。

  

 图4 模块化组合式安装示意图             图5 两列模块组装效果示意图

1.3 ANAPF板载式有源滤波装置的补偿效果

    下面是某负载的产品应用效果图，其谐波含量在26%左右，通过电能质量分析仪PW3198的分析可以帮助我们很直观的看到补偿效果。

  

 补偿前网侧谐波畸变率                 补偿前网侧谐波畸变率

    补偿后谐波电流含量仅为4%，低于国标对0.38KV电网的要求5%，以C相为例，对应的各次谐波含量清单如下：

   补偿前C相各次谐波含量                补偿后C相各次谐波含量

    从波形来看效果可以更直观的看到补偿效果：补偿前电流波形为M形，补偿后已变为正弦波，效果良好。 

 补偿前电压电流波形                  补偿前电压电流波形

1.4 ANAPF板载式有源滤波装置的型号选择

    该产品为并联型有源电力滤波器，其命名方式为：

   其中谐波补偿电流的大小可安排售前工程师协助测量或根据变压器容量和行业类型自行估算后选择，计算方法见公式（1）。

    ...................................... 公式（1）                 

其中 为变压器负荷率，即负荷占变压器额定容量的比例，通常取0.6~0.8；

   为电流总谐波畸变率，各行业略有不同，具体数值参见上文表1；

   为变压器额定容量，单位KVA；

   为低压系统电压，一般取0.38~0.4。

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