BZ-APF产品介绍.ppt

APF产品介绍,北京电力自动化设备厂,目录,Clicktoaddtitleinhere,4,1,2,3,电能质量概述,谐波的危害和治理,BZ-APF有源滤波器介绍,4,5,选型与设计,BZ-APF有源滤波器应用,北京电力自动化设备厂,电能质量概述-定义,北京电力自动化设备厂,电能质量(PowerQuality)从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。,定义：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差,内容：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升等。,理想的电能,北京电力自动化设备厂,电压电流幅值恒定、频率恒定(50Hz)的正弦波,三相电压或电流相序互差120度,功率因素为1,实际的电能,电压骤降,谐波/间谐波,电压中断,电压骤升,瞬变,闪变,北京电力自动化设备厂,电能质量主要问题,我们服务范围,北京电力自动化设备厂,GB/T1594595电能质量电力系统频率允许偏差；GB1232590电能质量供电电压允许偏差；GB/T1454993电能质量公用电网谐波；GB123262000电能质量电压允许波动和闪变；GB/T1554395电能质量三相电压允许不平衡度；GB/T184812001电能质量暂时过电压和瞬态过电压；GB17625.11998低压电气及电子设备谐波电流限值；IEEE标准11591995；EN50160；,电能质量相关标准,北京电力自动化设备厂,电能质量国标摘要1,GB/T1594595电能质量电力系统频率允许偏差一般不得超过0.2Hz，最大可放宽至0.5HzGB1232590电能质量供电电压允许偏差10KV以下三相电压允许偏差为7220V单相电压允许偏差为710GB/T1454993电能质量公用电网谐波380V系统电压总谐波畸变率小于5.0，奇次谐波电压含有率小于4.0，偶次谐波电压含有率小于2.0%GB/T1554395电能质量三相电压允许不平衡度公共连接点正常电压不平衡度允许值为2，短时不超过4，接于公共接点的每个用户所引起的不平衡度允许值为1.3,北京电力自动化设备厂,电能质量国标摘要2,GB/T14549-93电能质量公用电网谐波,北京电力自动化设备厂,北京电力自动化设备厂,大量基于计算机系统的控制设备和电子装置广泛应用，这些装置对电能质量非常敏感。一个计算机中心失去电压2s就可能破坏几十个小时的数据处理结果或损失几十万美元的产值。大型的集成芯片生产厂，如果其供电中断超过几个工频周波，就会造成芯片被毁。当今连续精加工的自动化生产线对不合格电力的容许度严格到只有12个工频周期。,电能质量概述,大量的非线性负荷和扰动负荷接入公用电网对电能质量造成干扰和“污染”，造成电能品质下降。半导体整流器、晶闸管调压及变频调速装置等非线性电力电子装置在现代工业中得到了广泛应用。为解决电力系统自身发展存在的问题，直流输电、FACTS等技术不断投入实际工程应用。电气化铁路、炼钢电弧炉等大功率、冲击性负荷迅速发展。这些具有非线性、冲击性和不平衡性的负荷投入使用，使电网波形畸变越来越严重、谐波水平不断上升，引起电压波动和闪变以及三相不平衡，甚至引发系统频率波动等，对各种电力用户构成危害，甚至对电力系统的安全运行带来了直接或潜在的威胁和危害。,北京电力自动化设备厂,电能质量概述,北京电力自动化设备厂,Clicktoaddtitleinhere,4,1,2,3,电能质量概述,谐波的危害和治理,BZ-APF有源滤波器介绍,4,5,选型与设计,BZ-APF有源滤波器应用,目录,当正弦波电压施加在非线性负载上时，电流就成为非正弦波，非正弦波电流在电网阻抗上产生压降会使电压波形也变为非正弦波，对正弦波做傅里叶级数分解，其中频率与工频相同的分量称为基波（也就是我们所说的50Hz正弦交流电流），频率大于基波的分量称为谐波。,二、谐波危害-谐波定义,北京电力自动化设备厂,大约80%的谐波来自配电系统本身,不间断电源（UPS）、直流电源、整流装置、充电器、变频调速器/直流调速装置、节能灯（荧光灯）、计算机和外围设备等,二、谐波危害-谐波源,北京电力自动化设备厂,电网切换,外部变频器等大用电器,大约20%的谐波来自于供电网的其他部分,二、谐波危害-谐波源,北京电力自动化设备厂,不间断电源计算机充电器音像设备变频空调晶闸管调光设备电子节能灯等,变频调速器直流调速系统整流设备中高频感应加热设备晶闸管温控加热设备焊接设备电弧炉电力机车,二、谐波危害-谐波源,北京电力自动化设备厂,非线性负载,谐波电流将会使变压器铜损和磁滞损耗增加谐波电压将会使变压器铁损增加使变压器机械噪声提高且产生额外的温升谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度降低设备使用寿命零序谐波电流会在三角形接法的变压器绕组内产生环流，使绕组电流过流,二、谐波危害-变压器,北京电力自动化设备厂,谐波电流会使导体过载、导致过热、发生绝缘破坏而烧毀谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度降低设备使用寿命对高频率谐波电流，电缆呈现集肤效应(Skineffect),使额定载流量减少零序（3的倍数次）谐波电流会导致三相四线系统的中线过载、损坏,二、谐波危害-电缆,北京电力自动化设备厂,因谐波电压与谐波电流产生额外的铁损与铜损,进而影响转动电机的机械效率；产生脉动转矩致使电动机振动加剧，影响电机寿命和输出转矩的稳定性；谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度，降低电机使用寿命。,二、谐波危害-电机,北京电力自动化设备厂,因电力线中的谐波电流或谐波电压会产生感应电磁场，将影响邻近信号线的传输品质干扰邻近的计算机系统的正常工作，导致重启或死机,二、谐波危害-通信设备,北京电力自动化设备厂,引起系统谐振导致，电容器组、电抗器组及相关用电设备，因过电流或过电压而损坏或无法投入运行,二、谐波危害-系统谐振,北京电力自动化设备厂,改变保护继电器的动作特性引起误动作、造成继电保护等自动装置工作紊乱；谐波延缓电弧熄灭，影响断路器的分断容量；使计量仪表特别是感应式电能表产生计量误差；干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备，影响设备的正常运行。,二、谐波危害-其它,北京电力自动化设备厂,二、谐波治理之意义,防止系统共振，提高系统运行稳定性，保障系统安全提高设备运行安全性和可靠性，降低设备温升和损耗提高系统功率因数，提高线路和电力设备利用率消除电压、电流谐波污染和干扰，满足国家标准要求降低电力损耗、提高设备效率，节约电能。,北京电力自动化设备厂,固定式补偿,旋转类无功补偿,晶闸管投切类补偿,基于可关断器件的补偿装置,SVG、APF,SVC、TCR、TSC,并联电容器、LC滤波器,同步发电机、同步调相机,二、谐波治理之方法,二、谐波治理之产品,北京电力自动化设备厂,北京电力自动化设备厂,Clicktoaddtitleinhere,4,1,2,3,电能质量概述,谐波的危害和治理,BZ-APF有源滤波器介绍,4,5,选型与设计,BZ-APF有源滤波器应用,目录,有源滤波器是可控电流源，主要作用是产生与谐波源谐波电流Ih具有相同的幅值而相位相反的补偿电流-Ih来达到消除的目的。与无源滤波器相比，具有以下特点：具有自适应功能，实现动态补偿可同时对谐波和无功功率进行补偿受电网阻抗影响不大，不易与电网阻抗发生谐振,三、有源滤波器介绍,北京电力自动化设备厂,三、有源滤波器介绍,有源滤波器分为串联型和并联型两种，串联型成本大，安装复杂，效率低，很难退出维修，所以实际应用很少。基本大多数是并联型产品电压源谐波（系统产生的）原则上采用串联型，安装在特定的设备前。电流源谐波（用户产生的）原则上采用并联型，安装在特定的节点。既可以就地补偿，也可以异地补偿,北京电力自动化设备厂,硬件结构类似于变频器，根据储能元件的不同分为电压源结构（电容储能）和电流源结构。基本大多数是并联型产品谐波测量与提取技术电流跟踪技术、电压控制技术直流侧电压控制技术瞬时无功功率理论,三、有源滤波器介绍,北京电力自动化设备厂,iS=(iLj+ih)+(-ih),=,+,电源,非线性负载,IS,IL,ILJ,-ih,BZ-APF滤波器,BZ-APF有源电力滤波器基本原理框图,北京电力自动化设备厂,三、有源滤波器介绍,北京电力自动化设备厂,高端智能设备安全卫士有源电力滤波器BZ-APF,动态响应及时性：响应时间100s，完全响应时间10ms便捷及时的远程监控功能：集中监控、GPRS远程控制功率损耗小：满载时模块总容量的3%低噪声设计：55dB（行业标准65dB）谐波滤除率95%功率因数0.98灵活的补偿方式：选定的各次谐波补偿可进行幅值设定,三、有源滤波器介绍,北京电力自动化设备厂,三、有源滤波器介绍,产品型号说明,北京电力自动化设备厂,三、有源滤波器介绍,北京电力自动化设备厂,Clicktoaddtitleinhere,4,1,2,3,电能质量概述,谐波的危害和治理,BZ-APF有源滤波器介绍,4,5,选型与设计,BZ-APF有源滤波器应用,目录,BZ-APF在剧院、展馆、体育场馆的应用,剧院、展馆、体育场馆配电系统谐波的特点许多建筑物配电系统中，电梯、空调、节能灯是常见的产生谐波的负载，而对于举行大型活动的剧场/体育馆来说，除了有一般建筑配电系统中的谐波源之外，还有一些“特有”的谐波源，比如：可控硅调光系统、大型LED设备等。可控硅调光系统是目前剧场舞台上的主流调光器，实际上是一个单相的相位控制交流调压系统，通过控制可控硅的导通角来达到控制电压的目的。可控硅调光系统在运行过程中会产生大量的三次谐波。剧院、展馆、体育场馆配电系统谐波治理的价值提高配电系统的电力设备效率，避免灯光频闪、通信、有线电视等弱电回路产生杂音、降低电梯故障、提高配电系统可靠性。,四、BZ-APF有源电力滤波器的行业应用,北京电力自动化设备厂,案例情况说明,郑州某大型商场8台变压器（1000kVA1600kVA）、其中3#变压器的中性线电流过大，峰值达到800A，中性线电缆过热损坏、变压器温度过高、电容柜损坏加剧。谐波电流状况,北京电力自动化设备厂,郑州某大型商场补偿后的电流状况,北京电力自动化设备厂,案例情况说明,BZ-APF在通信行业的应用,通信行业配电系统谐波的特点据调查，通信低压配电系统主要的谐波源设备为UPS、开关电源、变频空调等。不同厂家的设备产生谐波电流含量有较大的差异，但普遍都偏高，THDI(电流总谐波畸变率)甚至超过了50%；5次、7次、11次谐波严重，有时也含有较大份量的3次谐波。并且这些谐波源设备的位移功率因数极高。通信行业配电系统谐波治理的价值提高通信质量、降低通信设备故障、提高配电系统的稳定性、延长用户通信设备及电力设备的使用寿命，并且使用户的配电系统更符合谐波环境的设计规范。由于谐波的原因引起备用油机的电压畸变严重，从而导致通讯中断事故时有发生。,四、BZ-APF有源电力滤波器的行业应用,北京电力自动化设备厂,某联通分公司使用了多套UPS和开关电源系统，UPS的谐波电流较大，影响通讯质量。,北京电力自动化设备厂,案例情况说明,补偿后的电流状况,北京电力自动化设备厂,案例情况说明,BZ-APF在医院的应用,医院配电系统谐波的特点医院对供电的连续性和可靠性有着非常严格的要求。医疗场所中的0类场所自动恢复供电时间t15s；1类场所自动恢复供电时间0.5st15s；2类场所自动恢复供电时间t0.5s。医院配电系统的电压总谐波畸变率THDu3%。医院医疗设备，比如：X光机、CT机、磁共振等等，都是谐波含量极高的负载，在运行过程中会对系统形成冲击，已经恶化了医院的配电系统的电能质量。为了保证医院配电系统的安全性，进行相应的谐波治理是势在必行。医院配电系统谐波的治理价值降低电气故障（火灾、断电）、提高功率因数（节能降耗）、延长设备寿命、避免信息管理系统、医疗设备和检验设备故障。,四、BZ-APF有源电力滤波器的行业应用,北京电力自动化设备厂,医院,某省人民医院，近年来增加了许多新型医疗设备，主要有CT机、X光机、核磁共振、血透机、肠胃投影曝光仪，在运行过程中对系统造成很大冲击、恶化了医院配电系统电能质量。电力电容器寿命缩短、更换加快；医院信息管理系统部分计算机工作异常、经常断线。经现场检测发现，低压母线的电压畸变率THDu4%、电流畸变率THDi20%，短时THDi达45%以上。,北京电力自动化设备厂,补偿后的电流状况,北京电力自动化设备厂,医院,BZ-APF在城市轨道交通的应用,城市轨道交通行业配电系统谐波的特点城市轨道交通的供电系统中牵引整流逆变装置，站用变压器下的通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、通信系统、信号系统等会产生大量动态谐波电流。城市轨道交通行业配电系统谐波治理的价值避免系统谐振、提高功率因数、降低电气故障（火灾、断电）、提高供电安全、提升变压器使用效率、节能降耗、延长设备寿命、提高信号控制系统稳定性。,四、BZ-APF有源电力滤波器的行业应用,北京电力自动化设备厂,BZ-APF在工矿企业的应用,工矿企业配电系统谐波的特点工矿器行业中主要谐波源为变频器、轧机、电焊机、中频炉、大型整流设备等。工矿企业配电系统谐波治理的价值谐波电流会使变压器而产生附加损耗，从而引起过热，使绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏。谐波的存在会使视在功率增加谐波对电力系统中的电容器、断路器、继电保护设备都有直接的负面影响。,四、BZ-APF有源电力滤波器的行业应用,北京电力自动化设备厂,工厂,钢帘线生产变频器设备、谐波电流在电网阻抗上产生压降、经常有用电设备损坏、多次发生电容柜电抗器过载烧坏现象。,北京电力自动化设备厂,补偿后的电流状况,北京电力自动化设备厂,工厂,中国有源滤波器产品行业应用分布1,电气化铁道及城市轨道交通行业380V系统谐波补偿，尤其是轨道交通；铁路货运站的大型起重机类负载；石化和天然气行业采用中低压变频与调速的钻机、潜油泵、风机等炼制环节的蒸馏、裂解、催化、加氢、糠醛等生产线（变频器与UPS），聚酯切片类负载焦化翻斗车等；电力行业发电厂采用变频与调速的风机、水泵；各类直流电源，UPS等的谐波补偿；中低压系统对多个用户的谐波进行集中治理与补偿，应用在变电站，包括住宅或商业小区的变电站；钢铁行业各类交直交型、交交变频的轧机，各类辊类负载；电弧炉，转炉、氧枪的升降系统，电焊机，压焊机钢水运送车；冶金行业（尤其是有色冶金行业）各类整流、电解设备；水处理行业污水处理设备，臭氧发生设备；水泥行业煅烧用的大型转窑，变频驱动的风机；汽车工业电焊机，各类操作与控制电源；烟草业各类卷烟机；造纸业造纸机等；,北京电力自动化设备厂,中国有源滤波器产品行业应用分布2,矿山电铲类负载；矿井提升机；各类粉碎机、破碎机、球磨机；造船业码头与厂内的大型起重机设备，翻斗车；各类焊机；船上的各类电源，传动系统；船闸控制系统；办公大楼及商业大厦、计算中心、住宅大厦中央空调（夏季占用户总用电量50%以上），冷冻泵、冷却泵、风机的调速；变频传动的锅炉等；各类计算机类电源、UPS等的谐波集中补偿；各类计算机类电源、UPS、变频空调、冰箱等的谐波集中补偿；各类特种电源UPS，尤其是通讯、电信、计算中心、工矿企业集控中心用的大容量UPS；高校与科研院所的各类实验电源；国防、机场的400Hz飞机拖动电源；轻工业（纺织行业）包括纺织、粘胶纤维等行业的纺绽电机（变频传动控制的电