QHSVG低壓靜止無功發(fā)生器

QHAPF低壓有源諧波濾波器模塊 SVG 諧波保護(hù)器

 

一.QHAPF有源濾波器模塊

 

1、電能質(zhì)量問題及市場客戶的需要

 

1.1電能質(zhì)量指標(biāo)

 

l 無功電流，電網(wǎng)希望用戶負(fù)載的無功電流越小越好，否則無功在電網(wǎng)與負(fù)載間來回循環(huán)，導(dǎo)致電能浪費(fèi)，

 

l 諧波電流，電網(wǎng)希望用戶負(fù)載的諧波電流越小越好，否則諧波會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓、電流失真，引起設(shè)備工作異常，

 

l 負(fù)載三相平衡，電網(wǎng)希望用戶負(fù)載的三相電流越平衡越好，否則三相不平衡電流會(huì)導(dǎo)致變壓器容量浪費(fèi)、中性線電流過大，

 

l 電壓幅值，用戶希望電網(wǎng)提供的電壓幅值越穩(wěn)定越好，否則過高或過低的電壓都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備保護(hù)甚至損壞，

 

1.2電能質(zhì)量問題引起的現(xiàn)象

 

l 功率因數(shù)過低

 

由于電機(jī)等感性負(fù)載存在感性無功，導(dǎo)致電網(wǎng)功率因數(shù)偏低，電力局對(duì)用戶以力率調(diào)整罰款，

 

l 中線電流過大

 

由于三次與三的倍數(shù)次電流諧波全部流過中線，因此中線電流超出電纜規(guī)格，導(dǎo)致電纜發(fā)熱，存在安全隱患，

 

l 無功補(bǔ)償電容器故障

 

由于諧波易與無功補(bǔ)償電容器發(fā)生諧振，導(dǎo)致電容器電流過大，出現(xiàn)容值下降、漏液等現(xiàn)象，輕者無功補(bǔ)償器無法正常工作，重者諧振電流過大導(dǎo)致設(shè)備損壞，

 

l 變壓器容量浪費(fèi)

 

無功、諧波都增大了用戶用電的總功率，導(dǎo)致變壓器容量被占用，

 

l 觸發(fā)設(shè)備保護(hù)

 

電壓諧波與電流諧波的尖峰很高，可能會(huì)超過設(shè)備設(shè)定的保護(hù)值，導(dǎo)致觸發(fā)繼電保護(hù)，

 

l 屏幕點(diǎn)燈閃爍，影響正常工作

 

變頻器等采用不控整流的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生高次諧波，導(dǎo)致電燈、電腦屏幕閃爍，影響正常工作，

 

l 精密儀器無法正常工作

 

一些精密儀器對(duì)電壓、電流的波動(dòng)非常敏感，對(duì)電能質(zhì)量要求很高，糟糕的電能質(zhì)量會(huì)使得這些精密儀器無法正常工作

 

QHAS系列產(chǎn)品更好地為您解決上述問題！

 

QHAS同時(shí)考慮用戶與電網(wǎng)各自的需求，提供給您更好的電能質(zhì)量治理整體解決方案。

 

1.3目標(biāo)達(dá)到

 

l 功率因數(shù)=0.99

 

l 三相平衡

 

l 電壓穩(wěn)定

 

l 高可靠的產(chǎn)品質(zhì)量

 

l 實(shí)惠的價(jià)格

 

l 為您創(chuàng)造更大價(jià)值

 

2、QHAS電能質(zhì)量解決方案提升電能質(zhì)量給用戶帶來的效益

 

2.1治理無功

 

減少用戶自身電費(fèi)開支

 

功率因數(shù)達(dá)到準(zhǔn)，避免功率因數(shù)低導(dǎo)致的力率電費(fèi)罰款

 

減少線路損耗，減少電壓降落

 

提高變壓器、發(fā)電機(jī)的實(shí)際使用容量

 

2.2治理諧波

 

提高供電質(zhì)量，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，減少設(shè)備誤動(dòng)作造成的經(jīng)濟(jì)損失

 

降低線路發(fā)熱，減少絕緣老化，提高用電安全可靠性

 

減少補(bǔ)償電容器的諧振幾率，提高用電安全

 

減少諧波產(chǎn)生的電磁干擾，保證通訊系統(tǒng)的正常工作

 

滿足準(zhǔn)要求

 

2.3治理三相不平衡

 

避免中線發(fā)熱老化，甚至火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)

 

避免因局部電壓不平衡，引起的設(shè)備誤報(bào)警

 

避免零地電壓偏高導(dǎo)致控制系統(tǒng)弱電設(shè)施燒毀的風(fēng)險(xiǎn)

 

2.4治理電壓偏離

 

避免電壓過高或過低對(duì)設(shè)備造成損壞

 

有源濾波器（APF）補(bǔ)償2-50-65次諧波，靜止無功發(fā)生器（SVG）補(bǔ)償無功、三相電流不平衡、以及13次以內(nèi)低次諧波。QHAS系列產(chǎn)品的本質(zhì)上是一個(gè)可控電流源，它能夠發(fā)出用戶的任意電流波形，達(dá)到理想的補(bǔ)償效果，而且還能通過改善電流實(shí)現(xiàn)間接改善電壓質(zhì)量的效果。因此QHAS是一套綜合電能治理裝置，更好地解決用戶的電能質(zhì)量問題。

 

2.5特點(diǎn)

 

2.5.1                       

 

l 塊化                        

 

l 強(qiáng)抗污染能力                

 

l 簡現(xiàn)場安裝                  

 

l 組合無限制                   

 

2.5.2

 

l 高功率密度

 

l 低損耗

 

l 靜噪音

 

l 高電流環(huán)帶寬

 

2.5.3表1 技術(shù)指標(biāo)對(duì)照

 

	QHAS APF/SVG	國內(nèi)主流APF/SVG
單柜//最//大功率	900A/600kvar	600A/400kvar
損耗	<2.5%	<3% ~ 4%
噪音	<60dB	<70dB
等效開關(guān)頻率/電流環(huán)帶寬	80kHz/4kHz	20kHz/1kHz

 

2.6特點(diǎn)

 

2.6.1模塊化

 

各模塊單元獨(dú)立運(yùn)行，無需中央控制器，任意模塊故障后自動(dòng)退出，其余模塊在額定電流下自動(dòng)平均承擔(dān)負(fù)載，整機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。方便用戶的日常運(yùn)行與維護(hù)。

 

根據(jù)N+1冗余理論，設(shè)備每冗余一級(jí)，可靠性提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。模塊化結(jié)構(gòu)尤其適合對(duì)電能質(zhì)量要求高的用戶需求。

 

2.6.2強(qiáng)抗污染能力

 

除風(fēng)扇外所有導(dǎo)電元件與外界隔離，適應(yīng)于粉塵、鹽堿、潮濕嚴(yán)重的惡劣場合。

 

2.6.3簡現(xiàn)場安裝

 

用戶可選擇上方穿母排接線或下方穿電纜接線，可選擇負(fù)載側(cè)或電網(wǎng)側(cè)為外部電流CT采樣點(diǎn)。

 

2.6.4組合無限制

 

    APF、SVG、C、L可有七種不同類型的不同規(guī)格的模塊之間可以任意搭配，實(shí)現(xiàn)豐富的功能。APF/SVG還可與第三方電容器補(bǔ)償共同使用，例如，150A APF+50A APF+50kvar SVG+100kvar C。而且，不論第三方電容補(bǔ)償或無源濾波以何種形式出現(xiàn)，QHAS都能實(shí)現(xiàn)不發(fā)生諧振，保證整體電網(wǎng)系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。

 

搭配的原則與實(shí)現(xiàn)的功能見“更經(jīng)濟(jì)的補(bǔ)償方案”。

 

AS：	有源濾波器APF+靜態(tài)無功發(fā)生器SVG	CLS：	電容器C+電抗器L+靜態(tài)無功發(fā)生器SVG
CS：	電容器C+靜態(tài)無功發(fā)生器SVG	CLA：	電容器C+電抗器L+有源濾波器APF
CA：	電容器C+有源濾波器APF	CLAS：	電容器C+電抗器L+有源濾波器APF+靜態(tài)無功發(fā)生器SVG
C.AS：	電容器C+有源濾波器APF+靜態(tài)無功發(fā)生器SVG

 

2.6.5高功率密度

 

模塊化設(shè)計(jì)的QHAS系列APF/SVG，可適應(yīng)600寬柜體、600深柜體、600寬*600深柜體以及更大尺寸的各種機(jī)柜，整機(jī)功率可達(dá)900A/600kvar，而行業(yè)主流指標(biāo)<600A/400kvar。更高功率密度可為用戶節(jié)省占地面積、降低成本。

 

對(duì)SVG而言，額定輸出功率按照完全補(bǔ)償無功而計(jì)算，也可以全功率補(bǔ)償單相負(fù)載電流，保持電網(wǎng)側(cè)三相電流平衡，也可以用一半的功率補(bǔ)償13次以內(nèi)低次諧波，其余功率用于無功補(bǔ)償，總輸出功率。                   

 

2.6.6低損耗

 

得益于對(duì)電力電子高速開關(guān)器件的深刻理解，QHAS系列APF/SVG在滿載工作時(shí)，有功損耗<2.5%，而行業(yè)主流指標(biāo)<3%~4%。有功損耗對(duì)國家電網(wǎng)等大規(guī)模應(yīng)用SVG的行業(yè)至關(guān)重要！

 

2.6.7靜噪音

 

    QHAS系列APF/SVG選用高質(zhì)量的軟磁電抗器，以及科學(xué)的風(fēng)道設(shè)計(jì)，整機(jī)滿載工作噪音不超過60dB，而行業(yè)主流指標(biāo)<70dB。靜音對(duì)于用戶能否獲得產(chǎn)品的舒適體驗(yàn)至關(guān)重要！

 

2.6.8高電流環(huán)帶寬

 

QHAS達(dá)到了準(zhǔn)自然采樣與連續(xù)控制，等效開關(guān)頻率達(dá)到80kHz，電流環(huán)帶寬達(dá)到4kHz，對(duì)干擾的抑制速度達(dá)到不少產(chǎn)品的4倍以上。設(shè)備具有更高電流環(huán)帶寬，則保護(hù)會(huì)更及時(shí)，在惡劣的場合下依然保持穩(wěn)定工作，可以達(dá)到與純電容并聯(lián)而不會(huì)發(fā)生諧振的效果。

 

2.6.9表2  性能指標(biāo)

 

		APF（A）					SVG（kvar）
規(guī)格	模塊規(guī)格	15，30	50	75	100	150	15，30	50	100
	模塊尺寸（W*H*D）	480*200*530			\		480*200*530		\
		\	680*200*530				\	680*200*530
	可并聯(lián)數(shù)量	15
輸入	工作電壓	400V/690V（-20% ~ +15%）
	工作頻率	50Hz（-10% ~ +10%）
	電流互感器	100:5  ~  10000:5
輸出 (寬*深) (注2)	600*600柜體	Power ≤ 150A					Power ≤ 100kvar
	800*600柜體	Power ≤ 300A					Power ≤ 200kvar
	600*800柜體
	800*800柜體	Power ≤ 900A					Power ≤ 600kvar
功能	補(bǔ)償諧波	2-65次					2-13次（額定電流的50%）
	諧波濾除率	>97%
	補(bǔ)償無功	-1~+1可調(diào)
	補(bǔ)償三相不平衡	不平衡完全補(bǔ)償
顯示	彩色觸摸屏（中文）	模塊5.7吋，柜子8吋
通訊 協(xié)議	通訊方式	RS232、RS485、Modbus、TCP/IP、GPRS可選
	通訊接口	RS485，網(wǎng)口
	上位機(jī)軟件	有，所有參數(shù)可通過上位機(jī)設(shè)置
	故障報(bào)警	有，最多可記錄500條報(bào)警信息
	監(jiān)控	支持各模塊獨(dú)立監(jiān)控/整機(jī)集中監(jiān)控
技術(shù) 指標(biāo)	瞬時(shí)響應(yīng)時(shí)間	<100μs
	全響應(yīng)時(shí)間	<10ms
	有功損耗	<2.0%
	散熱方式	智能風(fēng)冷
	噪聲	<60dB
	采樣/控制頻率	160kHz
	等效開關(guān)頻率	40/80kHz
	電流環(huán)截止頻率	4kHz
	保護(hù)功能	過壓、欠壓、過熱、過流、短路等二十余種保護(hù)
	CT安裝位置	負(fù)載側(cè)/電網(wǎng)側(cè) 可選
機(jī)械 特性	壁掛尺寸	壁掛與模塊尺寸相同
	模塊重量	25kg（<=75A/50kvar）  50kg（>=100A/100kvar）
	顏色	細(xì)橘紋，7035
環(huán)境 要求	工作溫度	-10℃~+45℃
	海拔	<5000米（1000米以上，每增加100米功率降低1%使用）
	相對(duì)濕度	<95%  無凝露
	防護(hù)等級(jí)	IP20（更高防護(hù)等級(jí)可定制）
柜型尺寸	常用	GGD-GCK-GCS-MNS-BLOCKSET-8PT-OKKEN-ARTU
	寬*深*高mm	600-800-1000*600-800-1000*2200

 

注1：中間規(guī)格的模塊，可以依不同的機(jī)柜寬度選擇合適的尺寸。

 

注2：柜內(nèi)默認(rèn)每個(gè)模塊配一個(gè)斷路器，以便日后擴(kuò)充功率。

 

3、柜子選型說明

 

QH□□□-□-□□有源濾波器靜態(tài)無功發(fā)生器柜
QH	□	□	□	-□	-□	□
商標(biāo)代碼	產(chǎn)品類型： APF-有源濾波器 SVG-靜態(tài)無功發(fā)生器 AS-SVG+APF組合 CLAS-電容器C+電抗器L+SVG+APF CLA-電容器C+電抗器L+APF CLS-電容器C+電抗器L+SVG CS-電容器C+SVG CA-電容器C+APF C.AS-電容器C+SVG+APF	設(shè)計(jì)序號(hào)A,B,C...	接線方式： 3L-三相三線 4L-三相四線	額定電壓： 400-400V 690-690V	額定容量： 30-30A 50-50A 75-75A 100-100A 125-125A 150-150A ...	安裝類型： H-壁掛式 C-機(jī)架式 F-模塊式

 

4、模塊外形及安裝尺寸

 

50A/50kvar模塊的寬度減為480mm，其余尺寸與上相同。同等規(guī)格下的壁掛的尺寸與模塊尺寸相同。

 

5、傳統(tǒng)無功補(bǔ)償與APG/SVG結(jié)合

 

傳統(tǒng)無功補(bǔ)償采用的是慢速開關(guān)器件對(duì)電容器分組投切的方式，存在級(jí)差，補(bǔ)償精度差，響應(yīng)速度慢。SVG采用的是由高速開關(guān)器件產(chǎn)生補(bǔ)償電流的方式，不存在補(bǔ)償精度的問題，而且響應(yīng)速度快。

 

如果出于低成本的考慮，也可以采取大部分或一半的無功由電容分組投切完成，剩余部分由SVG完成，既能保證補(bǔ)償?shù)钠交?，又能保證低成本，即SVG+C的方式。

 

表3  動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方式比較

 

功能特性	TSC	SVG+C	SVG
輸出無功	分組投切，補(bǔ)償粗糙	線性輸出，補(bǔ)償準(zhǔn)確	線性輸出，補(bǔ)償準(zhǔn)確
補(bǔ)償效果	0.9以上	0.99，可部分感性	0.99，全感性到全容性
全響應(yīng)時(shí)間	>100ms	>30ms	<10ms
濾波能力	無	部分特定次諧波	2-13次以內(nèi)諧波
三相不平衡	無	效果明顯	解決三相不平衡
支撐電壓	無	部分能力支撐電壓	可全功率支撐電壓
市場售價(jià)	較低	成本約等同于TSC	成本高于TSC

 

6、傳統(tǒng)無源濾波與APG/SVG結(jié)合

 

6.1更可靠

 

可以與任意形式的C/TSC/LC并聯(lián)。

 

在實(shí)際應(yīng)用中，用戶使用的傳統(tǒng)電能質(zhì)量治理形式多種多樣，有不串電抗器的純電容C、有串0.4%~14%電抗器的TSC、有無源濾波LC，QHAS采用抑制諧振峰、屏比次諧波輸出等方式，保證了與任意無源器件并聯(lián)，都能可靠運(yùn)行。尤其是與純電容C并聯(lián)而能可靠運(yùn)行，QHAS抑制諧振技術(shù)達(dá)到較水平。

 

6.2更方便

 

可以與C/TSC/LC任意接線配合，不論主線接在任何位置，CT采在任何位置，都能可靠運(yùn)行。QHAS無需知道C/TSC/LC的電流，而且L可以取從0到任意值。

 

6.3更經(jīng)濟(jì)

 

QHSVG可以與我公司開發(fā)的同尺寸C模塊并聯(lián)，同等尺寸，達(dá)到單柜功率密度；實(shí)現(xiàn)成本更低，更經(jīng)濟(jì)。補(bǔ)償效果與響應(yīng)速度都完全等同于用SVG補(bǔ)償無功的效果。

 

    QHAS（APF/SVG）也可以作為一個(gè)部件，同其他TSC/LC集成在一個(gè)配電柜內(nèi)共同使用，提高功率密度。我方可提供與任何廠家任意LC形式集成在一個(gè)配電柜的柜內(nèi)具體解決方案。

 

7、應(yīng)用行業(yè)

 

7.1地鐵、機(jī)場、高速公路、醫(yī)療、海上平臺(tái)、通訊等高端場合

 

這些場合的用電環(huán)境的特殊性，諧波含量豐富，且設(shè)備抗諧波能力差，但此類用戶對(duì)用電安全可靠性要求很高，一旦發(fā)生電能質(zhì)量問題，會(huì)造成巨大損失。

 

以QHAS的APF為主的治理是整體電能質(zhì)量解決的更佳方案，它不但能補(bǔ)償2-50次以內(nèi)諧波，對(duì)其它電能質(zhì)量問題也都能治理。

 

7.2港口、車船制造、冶金、石化、數(shù)據(jù)中心等場合

 

這些場合的特點(diǎn)是或者無功很大、或者不平衡很嚴(yán)重、或者對(duì)電網(wǎng)沖擊嚴(yán)重、或者同時(shí)存在無功諧波不平衡等復(fù)雜現(xiàn)象，由于總體治理需求容量大，傳統(tǒng)單一的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償無法滿足復(fù)雜的要求。

 

從技術(shù)角度以及經(jīng)濟(jì)效益考慮，QHAS的SVG以大容量、快速反應(yīng)、多功能的更佳性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，作為這些場合的主要治理設(shè)備更合適。

 

7.3柱上無功補(bǔ)償?shù)葢敉鈭龊?/span>

 

柱上無功補(bǔ)償主要用于補(bǔ)償無功與不平衡，傳統(tǒng)的電容投切只能粗略的補(bǔ)償無功，無法滿足更高要求。QHAS的戶外型SVG只需要一個(gè)模塊就可完成，柜體按照戶外50度高溫下仍正常工作要求設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)可達(dá)到IP54。

 

7.4光伏、商場住宅、普通廠礦等其它行業(yè)

 

QHCS完全可以勝任所有其它行業(yè)的電能治理問題，是現(xiàn)階段無功補(bǔ)償發(fā)展的一項(xiàng)重大里程碑，使用CS可以解決各種普通工況下的無功與諧波問題。是對(duì)成本壓力大、傳統(tǒng)無源濾波與電容器補(bǔ)償效果不滿意、希望能有更高性價(jià)比的客戶的更佳選擇。

 

8、惡劣復(fù)雜工業(yè)場合應(yīng)用實(shí)例

 

8.1實(shí)例1：冶金行業(yè)

 

某冶金鑄造廠，主要負(fù)載是中頻爐等整流設(shè)備，發(fā)出大量諧波，由于變壓器容量偏小，在負(fù)荷較重時(shí)電網(wǎng)呈現(xiàn)弱特征，電流諧波失真度THDi達(dá)到31%，同時(shí)電壓受電流諧波干擾使得電壓失真度THDv達(dá)到21%，功率因數(shù)低至0.55，現(xiàn)場粉塵嚴(yán)重，通風(fēng)條件不好，是兼具“電流諧波+電壓諧波+無功嚴(yán)重+粉塵污染+高溫”的復(fù)雜惡劣工況場合。普通設(shè)備在此惡劣情況下無法正常工作。

 

加裝QHAS對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行治理，QHAS不僅體現(xiàn)了較強(qiáng)的自身抗干擾能力，能在此惡劣工況下將電流諧波治理正常，而且體現(xiàn)了更強(qiáng)的治理干擾的能力，同時(shí)改善了電壓諧波失真度。如下圖。                     

 

                

 

治理效果比較滿意，電壓電流諧波都基本消失，THDi降低到4.3%，THDv降低到4.5%，功率因數(shù)提高到0.98。

 

8.2實(shí)例2：焊接行業(yè)

 

某汽車制造廠，主要負(fù)載是懸掛式點(diǎn)焊、機(jī)械手臂、流水線、電機(jī)等，點(diǎn)焊機(jī)用單相380V供電，工作時(shí)電流起伏很大且不平衡現(xiàn)象嚴(yán)重。其中A相電流（黃色）基本為0，B、C相電流分別為278A、317A，功率因數(shù)為0.52，電流畸變率40%，因?yàn)榇蟛糠植黄胶怆娏髁鹘?jīng)中線，導(dǎo)致中線發(fā)熱嚴(yán)重。是兼具“電流諧波+不平衡嚴(yán)重+無功嚴(yán)重”的復(fù)雜惡劣工況場合。

 

 
加裝QHAS APF后，對(duì)電流諧波以及無功進(jìn)行治理，效果對(duì)比如下，三相電流不平衡基本消失，中線電流基本為零，電壓電流諧波基本消失，THDi降低到2.7%，功率因數(shù)提高到0.98。

 

 二.QHAPF系列有源濾波器APF解決的問題：

      電網(wǎng)中大量存在的非線性電力電子設(shè)備和沖擊性、波動(dòng)性負(fù)荷（例如電弧爐、大型軋鋼機(jī)和電力機(jī)車等），給電力系統(tǒng)帶來了日益嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題，甚至威脅電力系統(tǒng)和用戶設(shè)備的正常運(yùn)行。特別是對(duì)那些高度自動(dòng)化的用電設(shè)備，每年因電能質(zhì)量問題要承受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。常見的用電電能質(zhì)量問題主要包括：無功電流、電流諧波、電流三相不平衡。其中以電流諧波造成的危害為主。