有源电力滤波装置用户手册

1、有源电力滤波装置用户手册APF-100目录1 范围 (12 引用标准 (13 APF功能特点 (13.1 功能 (13.2 性能 (14 原理图 (25 使用过程 (25.1 人机交互操作界面 (25.2 用户操作 (75.3 出错处理和自动恢复 (135.4 断电操作 (136 简易操作流程 (136.1 系统投入 (136.2 应急处理 (136.3 APF退出 (14附件1 国家技术监督局颁布的GB/T14549-93 (15有源电力滤波装置(APF-100用户手册1 范围本手册根据阿城继电器股份有限公司的并联型有源电力滤波装置(APF-100,以下简称:APF的相关资料进行编制,仅适用

2、于“三相三线380V/66KVA有源电力滤波装置”的操作者日常维护与使用。本手册提供给APF非调试人员操作使用,不涉及APF调试的具体细节,旨在帮助现场操作人员了解APF运行的基本状态和异常情况下,APF自恢复操作的使用说明。2 引用标准GB12325-1990:电能质量供电电压允许偏差GB12326-2000:电能质量电压波动和闪变GB/T14549-1993:电能质量公用电网谐波GB/T15543-1995:电能质量三相电压允许不平衡度GB/T15945-1995:电能质量电力系统频率允许偏差GB/T18481-2001:电能质量暂时过电压和瞬态过电压3 APF功能特点3.1 功能本APF

3、用于对低压配电系统中的电流谐波进行补偿,即对用户生产过程中用电设备产生的谐波进行补偿,进而提高生产用机电设备供电的安全性、降低能耗和抑制谐波对公共电网的污染。3.2 性能本APF满足低压电气设备相应的国家安全标准,投入使用后能保证谐波含量满足GB-T14549电能质量公用电网谐波等国家电能质量的相关标准要求。本APF在启动后能够连续自动运行,在系统谐波电流较小的情况下,自动转入监控状态;在系统谐波电流超过标准值时,自动转入补偿工作状态,无需人工干预。本APF使用灵活简单,用户主要通过APF前端面板4个状态指示灯、两个开关旋钮及触摸显示屏了解APF运行状况并进行启动/停机、参数监控、故障信息查询

4、等基本操作。本APF 适用于三相三线制接线,工作电压交流0.38(±10%KV 电压等级,工作频率50Hz(±5%,环境适应温度-1040。其主要技术指标和参数如表1所示:表1 APF-100技术参数指标表指标 指标值 工作电压(KV AC 0.38±10%工作频率(Hz 50±5% 系统接线方式 三相三线制 滤波范围 225次谐波滤波效果 补偿能力以内满足GB14549-1993的要求,超出设备补偿容量按最大补偿输出响应时间 <20ms 冷却方式 风冷过载保护 自动限流在100%额定输出保护配置 交流过压、欠压,直流过压,IGBT 过流,APF

5、过热环境适应性 温度:-1040;相对湿度:95%±3%操作显示方式模拟、LED 、LCD 显示4 原理图本APF 的原理图如图1所示:+fL fC253164BCA B CA DCC R充电电阻避雷器输出滤波电路IGBT 驱动板主控箱输出电流检测系统电压检测系统电流检测光纤直流侧电压检测触摸屏AC 三相380VfR变压器至电网开入开出图1 APF-100原理图5 使用过程 图2 面板状态指示灯状态指示灯位于APF前面板上部,从左至右依次为:正常运行 合电阻 合主开关 异常报警。1.正常运行指示灯(绿色APF正常运行过程中,该指示灯亮,同时异常报警指示灯处于熄灭状态。2.合电阻指示灯

6、(绿色显示合电阻开关开合情况,当合电阻开关闭合时该指示灯亮。3.合主开关指示灯(绿色显示合主开关开合情况,当合主开关闭合时该指示灯亮。4.异常报警指示灯(红色该指示灯亮表示:“APF因故未投入运行”,并非一定出现某种故障,操作人员可根据故障信息界面的内容进行判断。在以下几种情况下,该指示灯都会亮:1APF接入配电系统网络,启动/停止控制旋钮在停止档时,指示灯会亮,表示APF供电正常,但未投入配电系统网络中运行。2APF在自动运行过程中检测到当前配电系统网络电流较小时,会自动切换到“待机”状态,正常运行指示灯灭,合电阻指示灯亮,合主开关指示灯亮,异常报警指示灯亮,表示APF处于“待机”状态。3A

7、PF在正常运行过程中由于自身保护功能动作或故障时,会自动切换到“停机”状态,该指示灯亮,此时可根据故障信息界面中的信息判断是何种故障造成APF“停机”。 图3 控制开关旋钮控制开关旋钮位于APF前面板的下部,从左至右依次为:急停开关 停机/启动。1.急停开关(红色在APF运行的任何状态下,均可通过急停按钮强制分开主开关与合电阻开关,从而将APF脱离所接入电力系统。正常状态下,急停按钮浮起,即处于“非自锁”状态。2.停机/启动开关(黑色该开关旋钮用于实现APF的启动与停机状态转换。正常状态下,该开关旋钮处于启动状态;当APF自身保护停机后,应保持该开关旋钮处于“启动”状态, APF在约35分钟后

8、自动重启。用户手动停机时,将该开关旋钮置于“停机”状态。触摸屏位于APF前面板中部,是用户监控APF运行状态的主要途径。触摸屏提供两种用户界面,如图4所示,点击“用户请进”可以进入用户界面,点击“调试人员登陆”需要在输入密码后进入调试界面。 图4 登录界面本手册针对非调试人员,用户点击“用户请进”进入用户界面,如图5所示。 图5 用户界面运行过程中,通过点击用户界面中的“系统参数”,可查看系统电压、系统电流、补偿电流、直流电压、电流THD(电流畸变率、电压THD(电压畸变率、功率因数cos和IGBT温度(T1、T2。用户界面中的系统参数界面如图6: 图6 查看系统参数界面点击当前界面中的“返回

9、”,可以返回上级界面。点击用户界面中的“谐波电流”,可以查看系统电流中的基波电流和225次谐波电流,用户界面中的谐波电流界面如图7: 图7 查看各次谐波电流分布界面点击当前界面中的“返回”,可以返回上级界面。点击用户界面中的“信息查询”,可以查看系统的开入开出状态、IGBT状态、光纤状态、FPGA状态、DSP状态、状态标识FLAG,信息查询界面如图8: 图8 信息查询界面指示灯亮表示启用的操作或状态,指示灯暗表示该操作或状态停用。点击当前界面中的“返回”,可以返回上级界面。点击用户界面中的“棒形图”,可以查看系统电流中的基波电流和225次谐波电流的棒形图,用户界面中的棒形图界面如图9: 图9

10、谐波电流棒形图点击当前界面中的“返回”,可以返回上级界面。点击用户界面中的“故障查询”,可以查看系统的故障,方便调试使用,用户界面中的故障查询界面如图10: 图10 故障查询界面故障查询界面对APF运行过程中出现的告警、故障和已解决故障信息进行显示与保存,用户可通过该界面查看当前及过去一段时间运行中出现的告警、故障信息,并可手动删除系统保存的故障信息。该界面可显示发生和已解决的故障信息,其中,发生的故障显示为红色,已解决的故障信息显示为蓝色。点击当前界面中的“返回”,可以返回上级界面。点击用户界面中的“时间”,可以查看和校对当前时间,从而给系统的故障信息打上时标,用户界面中的时间界面如图11:

11、 图11 时间显示点击当前界面中的“返回”,可以返回上级界面。5.2 用户操作a将停机/启动旋钮打到停机状态。b将急停旋钮顺时针旋转900,此时急停开关复位。c将停机/启动旋钮打到启动状态,此时设备开始工作。d设备自动合电阻,此时,指示灯状态为: 指示灯状态说明:灯灭灯亮e合电阻后等待约5秒,设备自动合主开关,此时,指示灯状态为: f合主开关后等待约20秒,进入正常工作状态。此时,指示灯状态为: APF正常工作过程中,用户可以通过触摸屏的“用户请进”按钮进入用户操作界面,在这个界面中用户可以查看系统参数、谐波电流、状态信息查询、谐波电流棒形图、故障信息查询和校对时间,同时可以下发“急停”命令让

12、设备立刻停止工作。1.系统参数 图12 系统参数显示图12为系统参数显示界面,其中系统电压表示三相电压值,三相电压在206V250V之间为正常值;系统电流为设备投入使用后供电系统输出的端电流,小电流情况下设备不投入补偿,该项即为采集的三相电网电流;补偿电流为设备输出的补偿电流成分;直流电压为设备的直流侧电压,正常运行时应保持在910V±10V,软停机时直流电压下降至600V以下后才能再次启动运行,停机后直流电压降至0;电流THD和电压THD分别是电流畸变率和电压畸变率,设备投入使用后,电流THD和电压THD应满足国家电能质量相关标准,电压畸变率保持在5%以内。设备需要急停时点击参数显

13、示界面左下角的“急停”即可,返回上级界面点击“返回”。2.谐波电流 图13 各次谐波电流图13为各次谐波电流显示界面,用户可通过该界面查看各次谐波分布情况,可以检验谐波补偿情况以及目前存在的主要次谐波。其中,1对应基波电流有效值,225分别对应第225次谐波电流有效值。返回上级界面点击“返回”。3.信息查询各选项中的显示信息包括操作信息和故障信息,灯亮表示APF投入的操作或状态。当出现某故障时,对应该故障项的灯会亮,用户/操作者可查看开入开出、IGBT状态、光纤状态、DSP状态和状态标识FLAG,这些信息也可以帮助用户确定具体的故障位置。1开入开出 图14 开入开出状态图14为开入开出状态查看

14、界面,图中各开入开出均未投入,当开入开出投入时,该项指示灯亮。例:正常运行状态下,开出中,合km2、合km1、合主开关、合充电电阻灯应为亮;发生故障时,异常报警状态灯应为亮。2IGBT状态 图15 IGBT状态图15为IGBT状态查看界面,主要用于发生故障时定位故障位置使用。例如, IGBT1过流时,IGBT1过流指示灯亮;正常运行过程中,各项指示灯均为灭。3光纤状态 图16 光纤状态图16为光纤状态查看界面,该状态界面也主要用于发生故障时定位故障位置使用。例如,光纤A故障时,光纤A故障指示灯亮;正常运行过程中,各项指示灯均为灭。4FPGA状态 图17 FPGA状态图17为FPGA状态查看界面

15、,该状态界面也主要用于发生故障时定位故障位置使用。例如,发生直压异常故障时,直压异常指示灯亮。5DSP状态 图18 DSP状态图18为DSP状态查看界面,该状态界面主要用于查看投入的操作和保护措施。例如,系统投入输出过流保护时,输出过流保护指示灯亮,否则,该指示灯灭。6FLAG 图19 状态标识FLAG图19为状态标识查看界面,该界面主要用于查看发生的故障和投入的保护措施。例如,系统投入交流过压保护时,交流过压保护指示灯亮,否则,该指示灯灭。4.棒形图 图20 谐波电流棒形图图20为谐波电流棒形图界面,用户可查看供电系统中电流的基波电流和2 25次谐波电流的棒形图,各次谐波分布率以直方图的形式

16、显示。5.故障查询出现故障时,该选项可显示发生的故障、时间等信息,显示为红色;故障排除后,可查询故障历史信息,且已解决的故障信息显示为蓝色。 图21 故障查询界面故障查询界面对设备运行过程中出现的告警、故障和已解决故障信息进行显示与保存,用户可通过该界面查看当前及过去一段时间运行中出现的告警、故障信息,并可手动删除系统保存的故障信息。6.时间校对 图22 时间校对界面图22为时间校对界面,用户可根据当前的实际时间,通过点击各时间数字框后输入要修正的时间数值,确认后即完成时间修改。1首先将“停机/启动”开关旋转至停机状态,执行“软停机”操作,设备在约20秒内完成“软停机”过程,此时正常运行指示灯

17、灭,合电阻指示灯灭,合主开关指示灯灭,异常报警指示灯亮。2APF进入“软停机”状态后,按下面板上的急停开关,执行急停操作,设备在0.1秒内完成停机过程。APF出现故障时,“异常报警”指示灯亮,用户可进入故障查询界面查看故障信息,红色字体显示的故障表示发生待解决的故障,蓝色字体显示的故障表示已解决的故障。故障及保护说明见表2:表2 设备故障及保护说明保护名称动作结果IGBT过热保护报警、急停过热报警报警交流欠压报警、急停交流过压报警、急停电压不平衡报警、急停交流缺相报警、急停输出速断报警、急停输出过流报警、急停单元重故障报警、急停光纤故障报警、急停5.3 出错处理和自动恢复APF遇故障停机后“异

18、常报警”指示灯会点亮,若自动重启三次无效则保持为停机状态,此时操作人员需要手动执行启动操作;若自动重启成功,APF会自动运行。5.4 断电操作若APF长时间不需使用,可进行断电操作。操作人员打开APF控制柜后门,将断路器KM0(型号为:NSE250 N置于“OFF”状态即可。下次启动时则必须首先将KM0合上。6 简易操作流程6.1 系统投入a打开APF控制柜后门,确认断路器KM0(型号为:NSE250 N置于“ON”状态;b将“停机/启动”旋钮打到停机状态,此时“异常报警”指示灯亮;c将急停旋钮顺时针旋转900后,急停开关复位;d将“停机/启动”旋钮打到启动状态,APF开始工作;e正常情况下,

19、“异常报警”指示灯灭,APF经过自动合主开关、合电阻操作后,“正常运行”指示灯亮,进入正常运行状态。6.2 应急处理APF运行过程中,若“异常报警”灯亮,表示APF未投入配电系统中运行,产生该现象可能的原因有系统待机和发生故障两种情况,此时,可通过查看“故障信息”确认APF是否发生故障或异常报警。查看故障信息时，红色文字部分表示发生的故障或报警，蓝色文字部分表 示已解决的故障或报警。用户/操作者查看最近时间点的信息，若为红色，则表 示系统发生故障导致停机。 APF在设计过程中已考虑各种设备自保护功能，遇到电压不平衡、缺相、交 流过压欠压、输出过流、IGBT过热等情况时，系统会自动停机保护。 若

20、发生紧急情况需要急停设备， 将APF前面板的急停开关按钮拍下即可 （该 开关有自锁功能；解锁时需顺时针旋转900后，急停开关复位）。 设备运行过程中，发生故障时用户可采取的排除措施如表3所示： 表3 事件名称 突发停电 IGBT 过热保护 过热报警 交流缺相 交流欠压 故障/保护 交流过压 电压不平衡 输出速断 输出过流 单元重故障 光纤故障 停机后，拍下“急停”旋钮； 打开机柜后门，分开关 KM0， 等待约 10 分钟直压降为 0 后， 合 KM0，重新开机 检查电网接入线路是否正常 简要应急处理措施 采取措施 将启动/停机旋钮打至“停机” 状态，拍下“急停”旋钮 检查风机是否投入使用，散热

21、 器是否正常工作 6.3 APF 退出 a APF 退出时，首先将“停机/启动”开关旋钮打到停机档位，执行“软 停机”操作，APF 在约 20 秒内完成“软停机”过程，此时正常运行指 示灯灭，合电阻指示灯灭，合主开关指示灯灭，异常报警指示灯亮； b APF 进入“软停机”状态后，按下面板上的急停按钮，此时系统执行 急停操作，设备在 0.1 秒内完成停机过程。 14 附件 1：国家技术监督局颁布的 GB/T14549-93电能质量 公用电网谐波 表 1 国标中公用电网谐波电压（相电压）限值 电网电压（KV） 0.38 6 10 35 66 110 电压总谐波畸变率 （% ） 5.0 4.0 3.0 2.0 各次谐波电压含有率（ %） 奇次 偶次 4.0 2.0 3.2 2.4 1.6 1.6 1.2 0.8 表 2 国标中注入公共连接点的谐波电流允许值 标准电 压 （KV） 0.38 6 10 35 66 110 基准短路 容量 （MVA） 10 100 10